【文章內(nèi)容簡介】 開發(fā)板 系統(tǒng)硬件采用的 s3c2440 mini2440 開發(fā)板。 開發(fā)板 體積小， 便于 攜帶；接口多 ，易 擴(kuò)展；功耗小 ，便于長時(shí)間 進(jìn)行 導(dǎo)航 定位 。 圖 1 主控芯片電路 . 芯片介紹 S3C2440A 采用了 ARM920t 的內(nèi)核， 的 COMS 標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存儲單元。其低功耗，簡單，且全靜態(tài)設(shè)計(jì)特別適合對于 低 成本和功率敏感型的應(yīng)西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 7 用。 S3C2440A 其杰出的特點(diǎn)是其核心處理器 , ARM920t 實(shí)現(xiàn)了 MMU， AMBA BUS 和 Harvard 高速緩存體系結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)具有獨(dú)立的 16k 指令 Cache 和 16k數(shù)據(jù) Cache。每個(gè)都是由具有 8 字長的行組成。 圖 2 S3C2440A芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 Mini2440 開發(fā)板各接口電路圖 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 8 圖 3 主控芯片為 s3c2440 電路 1 圖 4 主控芯片為 s3c2440 電路 2 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 9 圖 5 主控芯片為 s3c2440 電路 3 存儲系統(tǒng) Mini2440 擁有兩個(gè)外接 32M 總共 64M 的 SDRAM 芯片 (HY57V561620)，它們并接 組成 32bit 的總線 數(shù)據(jù)寬度，提高 讀取與寫入 的速度 ,SDRAM 時(shí)鐘頻率高達(dá) 100MHz 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 10 圖 6 SDRAM 部分原理圖 . Flash芯片電路 (1) Nand flash芯片電路 Nand flash 是操作系統(tǒng)的程序存儲區(qū)， 采用 K9F1208 芯片 ,掉電 后 數(shù)據(jù) 不丟失 、 工作時(shí)間以及 壽命長， 并且 可反復(fù)擦寫 ,芯片容量 可達(dá) 128M。適合存放高密度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 圖 7 Nand flash 芯片電路 (2) Nor Flash芯片電路 Nor flash 是系統(tǒng) BIOS 的 存儲區(qū)。該芯片掉電不丟失數(shù)據(jù)、 工作時(shí) 間以及壽命長 ， 也 可 以 反復(fù)擦寫 ， 芯片容量 8M， 適合高速度、低數(shù)據(jù)密度的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 11 圖 8 Nor Flash 芯片電路 . 串口電路 采用 MAX3232SOP 電平轉(zhuǎn)換芯片 使得能與 計(jì)算機(jī) 進(jìn)行 通信 以及數(shù)據(jù)傳輸 圖 9 串口電路 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 12 . USB端口電路 圖 10 USB 端口電路 . LCD41P 及系統(tǒng)總線電路 圖 11 LCD41P 及系統(tǒng)總線電路 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 13 . 電源電路 系統(tǒng)輸入電壓為 5V，通過 、 LM11173 MAX8869EU18 三個(gè)芯片將 5V直流電壓 轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)需要的三種電壓： 、 、 圖 12 電源電路 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 14 圖 13 SD 卡電路 圖 14 復(fù)位電路 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 15 圖 15 音頻輸入與輸出電路 3 嵌入式系統(tǒng)介紹 嵌入式系統(tǒng)簡介 嵌入式系統(tǒng) 一般不是 PC 系統(tǒng)，有計(jì)算機(jī) 處理 功能但又 不以 計(jì)算機(jī) 命名 的儀器或設(shè)備。 它是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，適應(yīng)應(yīng)用 ， 系統(tǒng)對體積、功能、成本、可靠性、功耗等綜合性 有著 嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 簡單的講 ，嵌入式系統(tǒng) 是 集 成 應(yīng)用軟件 和 硬 件 的一個(gè)整體 ， 就像電腦 中 工作 的 BIOS，具有高度 智能 化、代碼 精簡 、響應(yīng) 時(shí)間短，處理 速度 迅速 等 優(yōu)點(diǎn) 。 嵌入式系統(tǒng)的硬件 主要包括 嵌入式微處理器 （ CPU） 、 I/O 端口 、存儲器 以及其他 外 設(shè) 。嵌入式系統(tǒng) 類似于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)但又不同于 一般的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，它 并沒有 像硬盤 那么大的存儲區(qū)域 ，而 大部分是 使用 EPROM 、 EEPROM 或 Flash Memory 作為存儲介質(zhì) 。 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 16 嵌入式 Linux 系統(tǒng) Linux 系統(tǒng)是 UNIX 系統(tǒng)的 復(fù)制 ，它誕生于 1991 年的 10 月 5 日。 而 后 在Inter 網(wǎng)絡(luò) 的發(fā)展下 ， 通過 全 球 計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò) 愛好者的共同努力， 現(xiàn)在已經(jīng) 成為使用最多的一種 UNIX 類操作系統(tǒng)，并且 得到了廣泛的應(yīng)用。 Linux 是一個(gè)基于POSIX 和 UNIX 的多任務(wù)、多用戶、支持多線程和 多 微處理器 、 性能穩(wěn)定的操作系統(tǒng)。它能運(yùn)行主要的 UNIX 工具軟件、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它支持 32 位和 64 位 硬件 ， Linux 的高效性 、 靈活性 、 模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)， 使得它能夠在很多的平臺上運(yùn)行，無論操作平臺的昂貴與低廉， Linux 都能發(fā)揮出應(yīng)有的 多任務(wù)、多用戶 能力。 嵌入式 系統(tǒng) . 系統(tǒng) 概述 系統(tǒng)是針對智能移動和小內(nèi)存設(shè)備的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) ，可運(yùn)行于四種主要的 CPU體系結(jié)構(gòu)系列（ ARM, MIPS, SHx, x86） ，高度模塊化，可根據(jù)功能、性能等各方面的要求選 取所需要的模塊， 應(yīng)用范圍十分廣闊 例如： 手機(jī) ，定制 終端 設(shè)備，數(shù)字成像設(shè)備，工業(yè)自動化設(shè)備， Inter、 媒體設(shè)備，移動手持設(shè)備等等 . 系統(tǒng) 移植的原因 知道 為什么要進(jìn)行移植，是移植的 重要準(zhǔn)備。 科技的日益現(xiàn)代化，民用化，簡單化，以及市場的需求化 ，在實(shí)際開發(fā)過程中，我們更傾向于移植操作系統(tǒng)而不是重新開發(fā)操作系統(tǒng) ， 這樣不但可以 節(jié)約大量的 時(shí)間，還能大大提高開發(fā) 的工作 效率 而且開發(fā)過程更加具有針對性，目的性，實(shí)時(shí)性，高效性 。 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 17 因?yàn)?嵌入式系統(tǒng)是 軟件平臺與硬件平臺密切相關(guān) 的系統(tǒng) ，所以在 移植 系統(tǒng)需要做兩步 工作： 第一步 是 對 CPU 級 進(jìn)行移植 ， 第二步 是板級的 的移植 。 CPU 級的移植通常由微軟或芯片制造商來完成，但板級層面的移植則還是需要由OEM 廠商來完成的。 概括起講 ，一個(gè) Windows CE 系統(tǒng)包括四層 構(gòu)架 ： 特定 硬件平臺 、 對應(yīng)硬件平臺上的 板級支持包 ( BSP)、 WinCE 內(nèi)核映像 、 應(yīng)用程序。因?yàn)?WinCE 系統(tǒng)是軟件與相關(guān) 硬件 密切相關(guān) 的系統(tǒng)，因此即使 在 CPU 相同 的情況下 ， 如果外部硬件設(shè)備 不相同， 此時(shí) 必須 要修改 BSP 來 重新制作新 BSP。換句 話說 ,就是 WinCE 的移植過程 在一定程度上可以理解為 改寫 BSP 的過程。嵌入式 OS 負(fù)責(zé)嵌入式系統(tǒng)全部軟、硬件資源的分配、調(diào)度，控制和協(xié)調(diào)各部件的工作，與普通 OS 相比，嵌入式 OS 在系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效性、硬件依賴性、軟件固化及應(yīng)用的專用 性方面具有較為突出的特點(diǎn)。 嵌入式 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 (1) 安裝 Platform Builder 它用來開發(fā)和定制 WINCE內(nèi)核 ,并可以用來調(diào)試內(nèi)核 ,生成 SDK，編譯驅(qū)動程序等 等。 (2) 安裝 Embedded Visual C++(EVC) 為了開發(fā)基于 API 的 WinCE 應(yīng)用程序，需要安裝 EVC 集成開發(fā)環(huán)境和相應(yīng)的 SDK 及補(bǔ)丁。 (3) 安裝 EVC 補(bǔ)丁和導(dǎo)出的 SDK 為了能夠正常使用我們導(dǎo)出的 SDK 安裝文件。 （ SDK 即 Software Development Kit, 即 軟件開發(fā)工具包 ） (4) 安裝 ActiveSync 微軟提供的 ActiveSync 工具 ， 能夠使 PC 機(jī)與 開發(fā)板 之間進(jìn)行 通信和 連接， 從而實(shí)現(xiàn)文件傳送 ， 進(jìn)行 遠(yuǎn)程 運(yùn)行于 調(diào)試等功能。 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 18 (5) 安裝 Visual Studio 20xx 此軟件用來編寫應(yīng)用程序。 安裝 USB下載驅(qū)動 ， USB同步驅(qū)動 ， USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動 (6) 安裝相關(guān)調(diào)試 、下載 軟件 DNW 終端仿真程序 SecureCRT的安裝， 串 口調(diào)試工具， 能夠 顯示 BIOS 發(fā)往串口的相關(guān) 參數(shù) 信息 ，也能夠?qū)ο嚓P(guān)的輸入?yún)?shù)進(jìn)行修改或者設(shè)置。 BSP 包的移植 首先， BSP 的定制 和 開發(fā) 過程 非常耗時(shí) 。板級支持包是硬件與軟件之間的一層開發(fā)包，主要是為了給上層提供接口，同時(shí)屏蔽各硬件底層的差異 ， BSP 包含了所有與硬件有關(guān)的代碼，為操 作系統(tǒng)提供了硬件平臺。 不同的操作系統(tǒng)對應(yīng)于不同形式的 BSP， 從而具有針對性的實(shí)現(xiàn)對上一層 OS 的支持， 所以制作 BSP 一定要按照對應(yīng)系統(tǒng) BSP 的定義形式來制作 .通過 BSP 系統(tǒng)，就能將CPU 的硬件系統(tǒng)與 Windows CE 的軟件系統(tǒng)聯(lián)系為一個(gè)整體。 圖 16 Wince 與 BSP 包的關(guān)系 OAL是 OEM Adaption Layer 的全稱 ，即原始設(shè)備制造商適配層。它 存在 于WinCE 內(nèi)核和目標(biāo)硬件平臺之間的一個(gè)代碼層， OAL 主要負(fù)責(zé) WinCE 與硬件西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 19 之間進(jìn)行 通信 ，它與 內(nèi)存 、 時(shí)鐘 、 CPU、 中斷 和調(diào)試口等核心設(shè)備 息息相關(guān) ，OAL也是各個(gè)模塊代碼被編譯后（ .lib）和其它內(nèi)核庫鏈接到一起形成 Windows CE 的內(nèi)核可執(zhí)行文檔 的關(guān)鍵。 簡而言之 ， OAL 就是用來屏蔽 CPU 平臺的細(xì)節(jié)和抽象硬件功能，以實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)內(nèi)核的可移植性。 從 這次項(xiàng)目中的經(jīng)驗(yàn)來看， Windows CE 安裝目錄的子目錄中都包含有 OAL 的部分 源碼 。 OAL的移植實(shí)現(xiàn)是在 、 、 、 等文件中，可根據(jù)實(shí)際需要修改相應(yīng)的代碼。實(shí)際上，大多數(shù)情況下對 O