基于WinCE.net嵌入式工业控制平台设计与实现
摘要
工业控制需求给开发者提出了广泛的要求,包括较高的处理性能,低功耗,高速数据I/O,较高的存储能力,高可靠性等。而种类繁多的ARM处理器具有成本低、功耗低、易开发和性能好等特点,能帮助开发者生产出相对于给定的功率预算而言的较佳性能工控系统。S3C2410就是其中的一种ARM芯片,S3C2410组成模块通过支持复杂的标准接口(如USB1.1和I~2C等)提供了大量的接口选项,S3C2410处理器还能帮助厂商满足不同的图形和显示要求,具有价格低,开发容易等特点,性价比高,因此我们选用它做我们工控系统的处理器。
基于ARM嵌入式系统应用日益广泛,本论文结合嵌入式工业控制系统的实际需求,在基于S3C2410(ARM9内核)处理器的硬件平台上,进行了基于WinCE.net的软件平台开发,实现了一般工业控制系统的功能。
论文首先针对工业控制系统对软件开发平台的开发进行了分析和研究,在此基础上对基于S3C2410的硬件平台的部分接口的设计作了简要介绍。对于Windows CE.net的内核定制及移植、BSP的修改、Bootloader、OAL层的研发以及设备驱动程序的开发作了全面论述。
The diverse industrial control and automation market segment presents developers with a wide range of requirements including increased processing performance, low power consumption, high I/O bandwidth for data acquisition,scalable storage capability, reliability, long-life support and standards-based connectivity. The wide range of ARM processors,whose characters are lower price,lower power consumption,easier development and higher processing performance,helps developers deliver the highest performance for a given power budget. S3C2410 is one of ARM chips.S3C2410 building blocks provide a variety of connectivity options by supporting flexible, standard interfaces such as USB 1.1 and I2C. S3C2410 processor is also designed to help manufacturers meet a variety of graphics and display requirements.We choosed it as our industrial control system processor because of its lower price,easier development and higher ratio of performance to price.
With the development of embedded system of ARM, software platform research based on Win CE.net was discussed which combined with actual item of embedded industry control system and was based on hardware platform of S3C2410 processor. This embedded system realized the common function of industry control system.
The development of software platform to industry control system and the interface design of S3C2410 hardware was analyzed and researched. The customization and transplant of Windows CE.net kernel, amendment of BSP and Bootoader, the research of OAL layer and the development of device driver was studied in detail.
基于ARM嵌入式系统应用日益广泛,本论文结合嵌入式工业控制系统的实际需求,在基于S3C2410(ARM9内核)处理器的硬件平台上,进行了基于WinCE.net的软件平台开发,实现了一般工业控制系统的功能。
论文首先针对工业控制系统对软件开发平台的开发进行了分析和研究,在此基础上对基于S3C2410的硬件平台的部分接口的设计作了简要介绍。对于Windows CE.net的内核定制及移植、BSP的修改、Bootloader、OAL层的研发以及设备驱动程序的开发作了全面论述。
The diverse industrial control and automation market segment presents developers with a wide range of requirements including increased processing performance, low power consumption, high I/O bandwidth for data acquisition,scalable storage capability, reliability, long-life support and standards-based connectivity. The wide range of ARM processors,whose characters are lower price,lower power consumption,easier development and higher processing performance,helps developers deliver the highest performance for a given power budget. S3C2410 is one of ARM chips.S3C2410 building blocks provide a variety of connectivity options by supporting flexible, standard interfaces such as USB 1.1 and I2C. S3C2410 processor is also designed to help manufacturers meet a variety of graphics and display requirements.We choosed it as our industrial control system processor because of its lower price,easier development and higher ratio of performance to price.
With the development of embedded system of ARM, software platform research based on Win CE.net was discussed which combined with actual item of embedded industry control system and was based on hardware platform of S3C2410 processor. This embedded system realized the common function of industry control system.
The development of software platform to industry control system and the interface design of S3C2410 hardware was analyzed and researched. The customization and transplant of Windows CE.net kernel, amendment of BSP and Bootoader, the research of OAL layer and the development of device driver was studied in detail.
引文
[1]田泽.嵌入式系统开发与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005:25-30.
[2]田泽.嵌入式系统开发与应用实验教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005:291-296.
[3]周毓林等.Windows CE.net内核定制及应用开发[M].北京:电子工业出版社,2004:12-16,36-44.
[4]陈相群等.Windows CE.net系统分析与实验教程[M].北京:机械工业出版社,2003.
[5]陈河南等.Microsoft Windows CE.net Driver Kit设备驱动开发指南[M].希望图书创作室,1999:25-35.
[6]孙树印.铁电存储器原理及应用比较[J].单片机与嵌入式系统,2004.
[7]车晓萍,杨峰基于S3C44BOX的USB接口应用开发[J]西北大学学报自然科学版,2005.
[8]江吉智等.基于Windows CE的手持GPS车辆导航系统的设计[J].现代计算机,第161期.
[9]Samsung.S3C2440X01_UserManual_Rev006_031015[EB/OL].
[10]Microsoft.Microsoft WinCE.NET Help Document[EB/OL].
[11]Silicon Motion,Inc.SM501_MMCC_Databook_V1.02[EB/OL].
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[16]周立功,ARM嵌入式系统基础教程[M],北京,北京航空航天大学出版社,2005.1
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[18][美]Wayne Wolf著,孙玉芳 梁彬等译,嵌入式计算系统设计原理Computers aS Components Principles of Embedded Computing System Design[M],北京,机械工业出版社,2002.2,p218-244
[19]李向蔚,桑楠,熊光泽,嵌入式操作系统定制的通用性研究[J],单片机与嵌入式系统应用,2005年第3期,p218-244
[20]William Stallings,Operating Systems:Internals and Design Principles[M],北京:电子工业出版社,2001
[21]马忠梅 马广云,ARM嵌入式处理器结构与应用基础[M],北京,北京航空航天大学出版社,2002.1
[22]许海燕 付炎,嵌入式系统技术与应用[M],北京,机械工业出版社,2002.4
[23][美]Arnold Berger著,吕骏 译,嵌入式系统设计Embedded Systems Design[M],北京,电子工业出版社,2002.9,p100-105
[24][美]Qing Li著,王安生 译,嵌入式系统的实时概念Real-Time Concepts for Embedded Systerm[M],北京,北京航空航天大学出版社,2004.6
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[27]齐晓静,王卫东,王剑,Windows CE OAL层的结构与开发[J],单片机与嵌入式系统应用,2005年2期
[28]丁亚军,万静华,汤清明,Windows CE.NET操作系统的架构[J],计算机与现代化,2004年第11期
[29]胡虚怀,郑若忠,WindowsCE的结构与特征分析[J],计算机时代,2000年第1期
[30]胡培元,WindowsCE的开发和测试过程[J],计算机世界,2005.3
[31]过晓冰,伍卫国,刘敏,WindowsCE及其开发工具[J],计算机工程,第26卷,第9期,2000.9
[32]刘大伟,WindowsCE设备驱动程序设计简析[J],计算机工程,第26卷,第3期,2000.3
[33]李蒙,舒云星,WindowsCE驱动程序开发[J],计算机工程与设计,第25卷,第6期,2004.6
[34]梁伟,吕贵州,胡建旺,WindowsCE下通用串行总线USB驱动程序开发[J],微计算机信息,2003年第19卷,第10期
[35]陈正茂,杨维忠,胡波,基于Windows CE.net平台的嵌入式系统的定制和裁剪[J],微型机与应用,2004年第4期
[36]卜佑军,李建新,邵高平,基于WindowsCE的GPS数据导航系统[J],单片机与嵌入式系统应用,2004.11
[37]张新房,吕跃刚,徐大平,使用PlatformBuilder配置WindowsCE操作系统[J],单片机与嵌入式系统应用,2002.10
[38]李长河,王永强,刘刚,嵌入式WindowsCE设备驱动的研究实现[J],微机发展,第13卷,第7期
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