在特定的工業(yè)測(cè)控應(yīng)用中對(duì)處理器的功耗有嚴(yán)格的要求，類(lèi)似X86處理器芯片系列由于繼承了原有8086的構(gòu)架，功耗很大，不能滿(mǎn)足要求。當(dāng)前應(yīng)用廣泛的ARM系列處理器有低功耗、高處理器能力的優(yōu)點(diǎn)，非常適合于此類(lèi)應(yīng)用。由于ARM處理器并沒(méi)有對(duì)PC/104總線(xiàn)有支持，所以本設(shè)計(jì)使用CPLD可編程邏輯完成ARM本地總線(xiàn)與PC/104總線(xiàn)的轉(zhuǎn)換。文章完成了以下工作： 1.介紹了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的發(fā)展情況和當(dāng)前使用廣泛的PC/104計(jì)算機(jī)，描述了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史和軟硬件組成，分析了X86與ARM處理器構(gòu)架的特點(diǎn)與優(yōu)缺點(diǎn)； 2.從PC/104總線(xiàn)規(guī)范出發(fā)，對(duì)基于ARM處理器的PC/104工業(yè)控制嵌入式工控機(jī)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，軟硬件選型部分對(duì)當(dāng)前流行的軟硬件系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)地描寫(xiě)，硬件處理器選用SAMSUNG公司的S3C2410，軟件系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)； 3.對(duì)系統(tǒng)硬件各個(gè)部分實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行了描寫(xiě)，包括最小系統(tǒng)、CAN網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)絡(luò)和PC/104總線(xiàn)控制器；其中著重對(duì)PC/104總線(xiàn)控制器的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了討論，分析了ARM本地總線(xiàn)時(shí)序和PC/104總線(xiàn)時(shí)序，最后使用VHDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了了總線(xiàn)控制器邏輯； 4.移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng)，Linux操作系統(tǒng)移植分為配置、編譯和下載運(yùn)行調(diào)試三個(gè)步驟；基于Linux操作系統(tǒng)編寫(xiě)了PC/104總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)完成映射PC/104地址到系統(tǒng)虛擬地址和中斷綁定；編寫(xiě)了基于PC/104的CAN總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)，分析了驅(qū)動(dòng)初始化、中斷處理流程、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)管理和文件操作接口，描寫(xiě)了驅(qū)動(dòng)的編譯和下載過(guò)程；最后給出了應(yīng)用程序接口； 5.根據(jù)機(jī)車(chē)工業(yè)控制領(lǐng)域的具體要求，開(kāi)發(fā)了實(shí)際系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)主要參數(shù)指標(biāo)；對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)算性能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試表明定點(diǎn)運(yùn)算能力與X86相當(dāng)，符合設(shè)計(jì)要求：系統(tǒng)通過(guò)鐵標(biāo)高低溫測(cè)試和射頻干擾測(cè)試，并進(jìn)行了為期3個(gè)月的裝車(chē)試運(yùn)行，試運(yùn)行過(guò)程中系統(tǒng)工作正常，完全能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

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