基于ARM微處理器及嵌入試Linux的串口網(wǎng)橋軟硬件設(shè)計(jì)

為了解決這個問題，可以在共享中斷源后面加一個用CPLD實(shí)現(xiàn)的邏輯電路。該邏輯電路由兩部分組成，第一部分是一個可尋址的寄存器INTEN，作為共享中斷的允許位。第二部分是一個狀態(tài)機(jī)邏輯電路，該電路共有三個狀態(tài)：S 0是等待狀態(tài)，該狀態(tài)下INTEN=I，只要任何一個串口產(chǎn)生中斷請求，CPU將馬上響應(yīng)該中斷；Sl是中斷服務(wù)狀態(tài)，中斷服務(wù)程序一開始執(zhí)行，馬上將INTEN設(shè)置為0，以屏蔽其他中斷請求，退出中斷服務(wù)程序時(shí)，再將INTEN設(shè)置為1，中斷服務(wù)程序執(zhí)行期間產(chǎn)生的串口中斷請求由INTREQ鎖存；S2為延時(shí)狀態(tài)，延時(shí)50us，以確保中斷服務(wù)程序完全退出。

狀態(tài)機(jī)邏輯電路狀態(tài)圖如圖4所示：

4．系統(tǒng)軟件平臺

4．5 uC1inux操作系統(tǒng)簡介

Linux是一種很受歡迎的類UNIX操作系統(tǒng)，它免費(fèi)并開放源代碼，在個人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。更重要的是，Linux采取模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)際應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)定制，因此Linux也適用于嵌入式領(lǐng)域。uClinux正是Linux的一個嵌入式版本，其內(nèi)核的二進(jìn)制映像文件可以做到小于512K。

uClinux針對無MMU(Memory Management Unit，內(nèi)存管理單元)的處理器設(shè)計(jì)，支持多任務(wù)，具有完備的TCP／IP協(xié)議棧并支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。uClinux還支持多種文件系統(tǒng)，如ROMFS，NFS，F(xiàn)ATl6／32。實(shí)際上，uClinux已經(jīng)成功應(yīng)用于路由器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、機(jī)頂盒、PDA等諸多領(lǐng)域。

另外，uClinux可移植性很強(qiáng)，用戶通過重新配置、編譯內(nèi)核，可以很方便地將其移植到ARM，Dragon Ball、ColdFire、Power PC等多種處理器計(jì)算平臺。當(dāng)前uClinux主要提供2．0和2．4兩個內(nèi)核版本。

4．2軟件開發(fā)調(diào)試方法

嵌入式Linux軟件開發(fā)可以采用一種特殊的模式：主機(jī)--目標(biāo)機(jī)模式進(jìn)行開發(fā)，其中主機(jī)就是常用的PC或工作站，開發(fā)環(huán)境運(yùn)行在主機(jī)上，主機(jī)的操作系統(tǒng)是通用的Windows或Linux系統(tǒng)。目標(biāo)機(jī)就是嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，它與主機(jī)間通過串行口、以太網(wǎng)或其他方式通信，從主機(jī)下載編譯好的代碼并運(yùn)行。

利用GNU提供的免費(fèi)交叉調(diào)試工具，開發(fā)人員可以在主機(jī)上調(diào)試目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的程序。在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行一個代理，以接收主機(jī)發(fā)送過來的命令和代碼，并解釋執(zhí)行。通過調(diào)試器。開發(fā)者可以設(shè)定程序運(yùn)行的起止位置和斷點(diǎn)，同時(shí)可以查看和改變變量、寄存器和內(nèi)存中的值，設(shè)置程序運(yùn)行條件等，使開發(fā)人員感到如同在本機(jī)上調(diào)試程序一樣方便。

4．3程序框圖

串口網(wǎng)橋控制程序的主要功能就是實(shí)現(xiàn)對串口數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的重組與轉(zhuǎn)發(fā)。本地主機(jī)或遠(yuǎn)端主機(jī)上的應(yīng)用程序以原有的操作本機(jī)串口的方式與連接在串口網(wǎng)橋上的設(shè)備進(jìn)行信息交互，主機(jī)上的設(shè)備驅(qū)動程序?qū)?yīng)用程序要求發(fā)送的串口數(shù)據(jù)以及對應(yīng)串口號等輔助信息轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，發(fā)送到以太網(wǎng)上；串口網(wǎng)橋的控制程序接收到經(jīng)以太網(wǎng)傳送過來的數(shù)據(jù)包后，將數(shù)據(jù)包解包并提取其中的串口命令數(shù)據(jù)以及目標(biāo)串口號等信息，而后重組成串口數(shù)據(jù)并發(fā)送到相應(yīng)串口。控制程序處理串口設(shè)備上傳給本地主機(jī)或遠(yuǎn)端主機(jī)的數(shù)據(jù)的方式與上述過程相反。

串口網(wǎng)橋軟件結(jié)構(gòu)如圖5所示：

5，結(jié)束語

本文討論了一個基于ARM微處理器S3C4510B及uClinux的串口網(wǎng)橋設(shè)備的軟硬件設(shè)計(jì)，對S3C4510B芯片功能進(jìn)行了簡要描述，并探討了基于該芯片的嵌入式Linux軟件開發(fā)模式．事實(shí)證明，采用Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)并充分利用GNU提供的免費(fèi)開發(fā)工具包，降低了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的經(jīng)濟(jì)門檻，使更多的人能夠掌握相關(guān)技術(shù)，代表了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一種新方向。

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