摘要
本文介绍了一种新型嵌入式列车无线通信设备主控单元的设计实现过程。该主控单元是为了满足新的铁路通信标准GSM-R网络下机车收发处理调度命令的需要，通过串口来控制机车综合无线通信平台GSMR模块、GPRS模块、GPS模块、存储单元、操作显示终端(MMI)等外部设备。本文对这样一种嵌入式主控单元的实现进行了深入研究：设计实现了基于INTEL PXA270处理器的硬件平台，主频达到520MHz，扩展了32M NOR FLASH，用于存储嵌入式操作系统、应用程序和用户文件；64M SDRAM。PXA270芯片内部集成了LCD驱动器接口单元，除此之外，还对模拟音频输入输出、USB1．1接口、以太网接口等通过相应的芯片进行了扩展设计。在软件平台方面，本文详细介绍了QNX6．3操作系统，并通过QNX MOMENTICS 6．3开发环境对操作系统及BSP进行了剪裁和扩展设计，使其完成对各模块和接口单元的初始化和驱动管理功能。主控单元是一个多任务系统，在程序设计上文中对合理分配各外设的优先级，实时响应处理中断进行了充分考虑。由于主控单元外围模块较多，而PXA270处理器对外通信接口有限，因此重点考虑了串口的扩展，并在文中对这一部分软硬件设计进行了详细的论述。目前主控单元已经开发完成，部分功能模块还在测试当中。论文最后对主控单元的测试工作进行了一些描述。
全文共有29幅图，8张表，参考文献21篇。
A new Controller of Wireless Communication Equipment is introduced in the paper, which is used on the locomotive. The controller is designed for a new railway communication network, called GSM-R (GSM for Railway). The cell controls external equipments such as GSMR, GPRS, GPS, LOCATIONS and Man-Machine interface (MMI) via serials. It's a full function embedded system applied in the controller. The hardware uses the CPU of Intel PXA270, witch under the frame of XScale. We expand 32M NOR Flash for deposit embedded operation system, some application and users' files. 64M SDRAM is also supplied in the system. We have expanded some interfaces supported by PXA270, such as LCD, AUDIO, USB1.1 (double), and ETHERNET. The real-time operation system (RTOS) we choose QNX6.3. The work of BSP cutting and OS expanding which accomplishes the hardware initialization and driver management is build on the develop environment of QNX MOMENTICS 6.3. For the main controller is a multitask system, we do a deep job in the interrupt priority program design, and make it more reasonable. Because there are so many external modules and the limited communication interface PXA270 supplies, we take our emphasis on the serial expanding, which is detailed discussed in the paper. The controller has been developed completely; some of modules are being tested. In the last of the article, the work of testing is described.
引文
[1] 钟章队，李旭，蒋文怡．《铁路综合数字移动通信系统(GSM-R)》．北京．中国铁道出版社．2003
[2] 傅曦等．《Wmdows CE嵌入式开发入门：基于Xscale架构》．北京．人民邮电出版社．2006
[3] 周立功等．《ARM嵌入式系统基础教程》．北京．北京航空航天大学出版社．2005
[4] 石秀民，魏洪兴．《嵌入式系统原理与应用：基于Xscale与Linux》．北京．北京航空航天大学出版社．2007
[5] PXA27x Processor Family Developer's Manual 1-3/2-3/3-3. www.intel.com
[6] PXA27x_design_guide. www.intel.com
[7] 赵伟庆，周群彪，刘健波，游志胜，陈正茂．《实时嵌入式操作系统QNX环境下驱动程序研究》．四川大学学报．2003年6月．第40卷第3期
[8] 盛匀．《基于QNX操作系统环境下的多进程编程与调试》．现代电子．2000年第2期
[9] 许乃嫒，丁卫东．《QNX剪裁与实时应用开发》．测控技术．2003年第24卷第1期
[10] 孙天泽，袁文菊．《嵌入式设计及Lmux驱动开发指南——基于ARM9处理器(第2版)》．北京．电子工业出版社．2007
[11] 黄勇，王孝国．《嵌入式开发查询手册》．北京．人民邮电出版社．2007
[12] 孙鹤旭，林涛．《嵌入式控制系统》．北京．清华大学出版社．2007
[13] 唐寅．《实时操作系统应用开发指南》．北京．中国电力出版社2002
[14] 朱珍民，隋雪青，段斌．《嵌入式实进操作系统及其应用开发》．北京．北京邮电学院出版社．2006
[15] (美)利尤著，姬孟洛 等译．《实时系统(翻译版)》．北京．高等教育出版社．2003
[16] 石秀民．《嵌入式系统设计与开发实验：基于XScale平台》．北京．北京航天航空大学出版社．2006
[17] 刘尚军 等．《ARM嵌入式技术原理与应用——基于XScale处理器及VxwoAs操作系统》．北京航天航空大学出版社．2007
[18] 刘东升，周砚江．《基于QNX的嵌入式系统串口通讯》．浙江工程学院学报．2004年03期
[19] 刘扬，田增山，凌顺，周永胜．《基于Intel PXA270的Windows CE5.0下Boot Loader实现》．今日电子．2007年05期
[20] 张伟宏，张曦煌，张泉．《基于PXA272的Linux引导程序的设计和实现》．计算机工程与设计．2007年01期
[21] 徐少峰．《基于PXA270的LCD显示系统的设计与实现》．微计算机信息．2007年08期
