PowerPC在車輛顯控系統(tǒng)中的應用

摘要：車輛顯控系統(tǒng)的控制主板選用高性能PowerPC MPC8548E處理器，擴展了顯示器、內存、Flash存儲器和接口設備。以此主板為平臺，實現了車輛數據和視頻的實時顯示和控制。本文重點闡述了在PowerPC上用軟件實現I2C控制以及通過PCI總線實現設備間通信的方法。
關鍵詞：PowerPC；MPC8548E；VxWorks；BSP

車輛顯控系統(tǒng)是對車輛工作狀態(tài)信息進行顯示、控制，并完成人機交互的系統(tǒng)。車輛顯控系統(tǒng)需要在顯示文字、圖形和視頻的同時響應按鍵操作，并對車輛控制系統(tǒng)進行操控。這就要求系統(tǒng)具有實時響應、并行處理多個任務的能力。本文在以PowerPC MPC8548E為處理器的控制主板上應用實時操作系統(tǒng)VxWorks，實現了實時響應系統(tǒng)操作、顯示相應信息的功能。以此主板為核心控制主板的顯控系統(tǒng)，具有高性能、高穩(wěn)定性和良好的兼容性。

1 PowerPC MPC8548及其控制主板概述
PowerPC MPC8548是Freescale公司開發(fā)的新一代PowerQUICC III系列的高性能處理器。其內部工作頻率可達1．33 GHz，在該工作頻率上處理性能可達3 065MIPS。一級緩存有指令緩存和數據緩存各32 KB，二級緩存為512 KB，支持DDR1和DDR2存儲器控制器，支持PCI、PCI-X和PCIE接口，支持SRapid IO接口和4個GbE接口。MPC8548不僅擁有強大的數據處理能力，還具有很強的通信處理能力，可靠性高，抗惡劣環(huán)境能力好，特別適合對網絡性能要求較高及有多個接口的場合。
車輛顯控系統(tǒng)的核心控制主板是以PowerPCMPC8548E為處理器的嵌入式系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過擴展顯示器、內存、Flash存儲器以及其他接口控制電路，構成了高性能、高可靠性的核心控制主板。以此控制主板為硬件平臺，移植嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks，對接口設備驅動進行二次開發(fā)，繼而以VxWorks為軟件開發(fā)平臺，開發(fā)應用程序，實現顯示和控制任務。

2 PowerPC控制主板硬件設計
如圖1所示，PowerPC控制主板硬件系統(tǒng)由處理器、外圍電路和外部接口設備組成。外圍電路包括電源、晶振和復位電路；外部接口電路包括串口、網口、EL／LVDS液晶顯示、16位PCI總線、USB接口、Flash、鼠標和鍵盤等。

3 PowerPC控制主板軟件設計
車輛顯控系統(tǒng)是一個多任務的復雜的實時嵌入式系統(tǒng)，采用操作系統(tǒng)對所有軟硬件資源進行分配、調度、控制和協(xié)調，尤其是協(xié)調并發(fā)活動，如任務調度、內存管理、同步機制、異常和中斷處理、任務間通信等。WindRiver公司(現被Intel收購)的VxWorks是一個實時嵌入式操作系統(tǒng)。VxWorks操作系統(tǒng)已經廣泛應用于航空、汽車等行業(yè)，鑒于VxWorks對PowerPC處理器體系結構的支持，使得應用PowerPC處理器的嵌入式系統(tǒng)大多以其作為操作系統(tǒng)。因此，車輛顯控系統(tǒng)也采用VxWorks作為操作系統(tǒng)。
嵌入式系統(tǒng)是根據實際要求對硬件資源進行配置和裁減而成的系統(tǒng)。由于嵌入式產品是軟硬件的結合體，且隨著產品的研制完成，軟件就已固化在硬件環(huán)境中，因此，軟硬件綜合開發(fā)是嵌入式系統(tǒng)的一大特點，而軟件設計是在緊密聯(lián)系硬件的基礎上完成的。
PowerPC控制主板的軟件設計遵循嵌入式軟件的體系結構設計方法，分為如下兩部分：
①特殊設備驅動的開發(fā)，通用設備驅動程序的集成，即板級支持包BSP的開發(fā)。
②應用程序的開發(fā)，即顯控任務的實現。