基于PowerPC7447處理器的顯示平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

(1)GPU的主頻為250MHZ，支持圖形硬件加速，支持2D/3D硬件加速，硬件支持OpenGL圖形接口標(biāo)準(zhǔn);

(2)芯片集成了四片DDR顯存，顯存容量共64MByte，位寬128位，時(shí)鐘頻率200MHZ;

(3)顯示外部接口支持LVDS、DVI、VGA、TV和并行LCD，分辨率支持800×600，1024×768，刷新頻率支持60Hz，像素點(diǎn)時(shí)鐘支持65MHz;

(4)提供PCI接口，支持PCI2.2，支持32位總線寬度，33M/66M總線頻率，支持3.3V總線信號(hào)環(huán)境。

M9顯示芯片提供兩路獨(dú)立的顯示輸出通路，支持1路LVDS視頻和1路XGA視頻信號(hào)輸出，可以滿足需求。硬件上支持三維圖形加速，軟件上支持GUI驅(qū)動(dòng)接口。

2.2.1 接口模塊

接口模塊內(nèi)各種I/O接口由模塊內(nèi)的DSP處理器進(jìn)行管理。接口模塊通過(guò)雙口存儲(chǔ)器與CPU模塊交換命令及數(shù)據(jù)。

3 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

顯示平臺(tái)軟件的組成如圖3所示。

可視化系統(tǒng)的軟件由應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件和維護(hù)支持軟件組成。應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)地圖導(dǎo)航、近地告警、進(jìn)近著陸、地圖漫游、數(shù)據(jù)管理和自檢等功能。系統(tǒng)軟件包括引導(dǎo)程序、操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和BIT程序。維護(hù)支持軟件包括集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、燒錄和固化的在線編程等。

3.1 系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件用于支持可靠、方便地運(yùn)行;開發(fā)、調(diào)試應(yīng)用程序。系統(tǒng)軟件包括引導(dǎo)程序操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和BIT測(cè)試程序。

3.1.1 引導(dǎo)程序

硬件系統(tǒng)上電后首先執(zhí)行引導(dǎo)程序，引導(dǎo)程序根據(jù)離散量的狀態(tài)進(jìn)入不同的分支：地面調(diào)試、地面維護(hù)(數(shù)據(jù)加載)和空中運(yùn)行。

3.1.2 操作系統(tǒng)軟件

操作系統(tǒng)軟件由以下功能模塊組成：

(1)任務(wù)管理。完成應(yīng)用任務(wù)的管理，是操作系統(tǒng)內(nèi)核的核心部分。具有創(chuàng)建任務(wù)、刪除任務(wù)、掛起任務(wù)、解掛任務(wù)、設(shè)置任務(wù)優(yōu)先級(jí)等功能。

(2)時(shí)間管理。為應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)提供支持，保證整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、正確性，以提高整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工作能力。該模塊允許應(yīng)用任務(wù)設(shè)置和讀取系統(tǒng)時(shí)間，允許應(yīng)用任務(wù)睡眠一段時(shí)間或睡眠到某一時(shí)刻，完成系統(tǒng)計(jì)時(shí)和對(duì)任務(wù)時(shí)間片的計(jì)算。

(3)定時(shí)管理。完成系統(tǒng)的定時(shí)功能，在定時(shí)時(shí)間后調(diào)用相應(yīng)的定時(shí)處理程序。

(4)中斷管理。完成響應(yīng)中斷的一些必要處理，支持中斷嵌套時(shí)任務(wù)堆棧和中斷專用堆棧的切換。

(5)通信、同步、互斥管理。提供應(yīng)用任務(wù)之間、任務(wù)與中斷之間的通信、同步和互斥機(jī)制，包括：消息隊(duì)列、信號(hào)量、異步信、事件、黑板、環(huán)形緩沖、標(biāo)志集。

(6)存儲(chǔ)管理。提供可變大小數(shù)據(jù)塊和固定大小數(shù)據(jù)塊的管理。

(7)周期任務(wù)管理。提供對(duì)周期任務(wù)的支持;實(shí)現(xiàn)周期任務(wù)的創(chuàng)建、周期等待和重啟等控制功能。

(8)板級(jí)支持包(BSP)。BSP提供操作系統(tǒng)工作必須的硬件資源，包括時(shí)鐘管理、終端管理、以太網(wǎng)接口管理、串口管理、Flash讀寫、OpenGL驅(qū)動(dòng)程序和OpenGL繪圖引擎驅(qū)動(dòng)程序等。

3.1.3 驅(qū)動(dòng)程序

驅(qū)動(dòng)程序是硬件資源的驅(qū)動(dòng)軟件，以驅(qū)動(dòng)庫(kù)的形式供軟件設(shè)計(jì)人員調(diào)用，包括存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)、中斷管理驅(qū)動(dòng)、總線驅(qū)動(dòng)、顯卡初始化程序和OpenGL驅(qū)動(dòng)程序等。

3.2 維護(hù)支持軟件

維護(hù)支持軟件包括：

(1)集成開發(fā)環(huán)境。為應(yīng)用軟件研制人員提供一個(gè)開發(fā)、調(diào)試的環(huán)境，為系統(tǒng)綜合人員提供輸入環(huán)境、系統(tǒng)綜合的分析環(huán)境(可調(diào)度性、確定性等分析);

(2)在線編程軟件。燒錄和固化應(yīng)用程序和系統(tǒng)程序的工具，實(shí)現(xiàn)綜合顯示系統(tǒng)的軟件維護(hù)和升級(jí)功能，可以在不拆卸設(shè)備的情況下完成設(shè)備軟件的升級(jí)。

4 結(jié)論和工作展望

基于PowerPC7447處理器的顯示平臺(tái)系統(tǒng)具有吞吐率高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、顯示性能優(yōu)的特點(diǎn)。其豐富的接口方便用戶的應(yīng)用和開發(fā)，性能及功能均能滿足用戶要求，并且在使用過(guò)程中穩(wěn)定、可靠。顯示平臺(tái)的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)具有非常重要的科研意義和工程應(yīng)用價(jià)值。