智能保密柜嵌入式控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)
中央處理器選用Atmel公司的AT91SAM9260芯片,它基于ARM926EJ-S內核的32位處理器,工作頻率為190 MHz,指令運行速度為210 MIPS,內帶8 KB指令和8 KB的數(shù)據高速緩存,8 KB的SRAM和32 KB的ROM,可在處理器與總線速度之間單周期訪問。具有豐富的外圍接口,包括USB全速HOST和Device接口、10M/100M BaseT、以太網MAC、圖像傳感器接口、多媒體卡接口(MCI)、同步串行控制器(SSC)、4個通用同步/異步收發(fā)器(USART)、2個兩線異步收發(fā)器(UARTs)、主/從串行外圍接口(SPI),以及1個三通道16 b定時控制器(TC)、2個兩線接E1(TWI)、4個10 b ADC、3個32 b并行I/O控制器,外設采用DMA通道。
上位PC通過RJ-45接口電路接入ARM的UART1口,雙頻讀寫器、刷卡器、數(shù)字鍵盤和指紋儀接入RJ-45接口電路,再分別接入ARM的UART2-5口,攝像頭通過USB口連接ARM的USB主機端口。ARM輸出的電控鎖和報警器控制信號,經過ULN2003A運放芯片控制直流小繼電器,驅動電控鎖和報警器工作。振動傳感器通過74L804反相輸出到ARM的輸入I/O管腳。NANDFLASH直接與ARM的I/O管腳連接。
2 嵌入式操作系統(tǒng)
該系統(tǒng)由內向外可分操作系統(tǒng)層、任務層和硬件電路層三層,如圖3所示。嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)軟硬件資源的控制中心,它組織多個任務共享嵌入式系統(tǒng)的資源。常見的嵌入式實時操作系統(tǒng)有Window CE,VxWorks,μC/OS-Ⅱ,Linux等,后兩種操作系統(tǒng)免費公開源代碼。
2.1 嵌入式操作系統(tǒng)方案選擇
為了選擇合適的嵌入式操作系統(tǒng),本文對開源的μC/OS-Ⅱ與Linux操作系統(tǒng)的進程調度、文件系統(tǒng)支持和系統(tǒng)移植等因素進行了分析比較,因為這是設計、應用、移植嵌入式操作系統(tǒng)中的關鍵。
(1)進程調度
進程調度是操作系統(tǒng)協(xié)調調度系統(tǒng)中多任務對計算機系統(tǒng)內部資源的爭奪使用。作為實時操作系統(tǒng),μC/OS-Ⅱ采用可剝奪型實時多任務內核,它在任何時候都運行已就緒的最高優(yōu)先級任務。μC/OS-Ⅱ最多可以支持64個任務,它通過就緒任務表尋找最高優(yōu)先級任務,并進行任務切換。
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