【正文】 //如果錯(cuò)誤則停止運(yùn)行并顯示錯(cuò)誤狀態(tài) xWrit。 //延時(shí) 50mS } else break。i)xWriteCH375Cmd(CMD_RESET_ALL)。 // if(i!=Datum) // CH375 不正常 { for(i=5。 //返回?cái)?shù)據(jù)應(yīng)該是測(cè)試數(shù)據(jù)取反 Datumamp。 //寫(xiě)入測(cè)試數(shù)據(jù) i=0xAA。 //測(cè)試 CH375是否正常工作 i=0x55。 k!=0。 unsigned char Datum。當(dāng) CH375 正常工作后對(duì)其進(jìn)行設(shè)備方式的配置，這里為了簡(jiǎn)化 USB固件的編程，所示設(shè)置其為內(nèi)置固件的模式。 (6)最后，打開(kāi)傳感器指紋檢測(cè)中斷，一旦有手指放下將開(kāi) 始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 46 (5)清除所有中斷 。 MBF 200Write(MBF 200_DCR,MBF 200_DCR_VALUE )。 MBF200Write( MBF200_CTRLB, MBF200_CTRLB_VALUE )。 MBF200Write( MBF200_THR, MBF200_THR_VALUE )。 MBF200Write( MBF200_CTRLA, 0x00 )。 (4)數(shù)據(jù)段拷貝到 RAM 中，將 ZI 數(shù)據(jù)段清零，跳入 C 語(yǔ)言的 main函數(shù)執(zhí)行。 主要設(shè)置 SDRAM, flash ROM 存儲(chǔ)器連接和工作時(shí)序的程序，以及片選定義的程序。它包括以下步驟 : (1)設(shè)置 CPU 的速度和時(shí)鐘頻率。 任何一個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)的最初任務(wù)都是硬件初始化。 (4)加載內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像。 Boot Loader 的 stage2 必須包括以下基本的步驟 : (1)初始化本階段要使用到的硬件設(shè)備。 (4)拷貝 Boot Loader 的 stage2 到 RAM 空間中。 (2)設(shè)置堆棧。 而 stage2 則用 C 語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)中可以不 44 斷對(duì)功能進(jìn)行擴(kuò)展和加強(qiáng)，而且代 碼會(huì)具有更好的可讀性和可移植性。因此我們將Boot Loader 設(shè)計(jì)為 stage1 和 stage2 兩大部分。 Boot Loader 的總體設(shè)計(jì) 在編寫(xiě) Boot Loader 程序之前，我們必須明白這段程序的任務(wù)是什么，要做些什么樣的工作。 (3)時(shí)鐘頻率的初始化 。 (2) Boot Loader 功能設(shè)計(jì) Boot Loader 需完成功能如下 : (1) ARM 各寄存器、堆棧、 SDRAM 的初始化 。 而 實(shí) 驗(yàn) 系統(tǒng) 在上 電 或復(fù) 位時(shí) 從地 址0x00000000 處開(kāi)始執(zhí)行，所以 在這個(gè)地址處安排系統(tǒng)的 Boot Loader程序。對(duì)于我們的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板，由于 flash 接的是微處理器 Bank0 的片選信號(hào)。即是我們說(shuō)所的引導(dǎo)加載程序。 } } 系統(tǒng)初始化 S3C44B0X Boot loader 的設(shè)計(jì) (1) Boot Loader 的概念及設(shè)計(jì) Boot Loader 是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段小程序。 mDelaymS(1000)。 mDelaymS(1000)。 42 } void main( void) { Initialization()。 // Tiemr0 initialization OpenIntterrupt() //開(kāi)中斷 //Variable initialization FingerStart=0。 // FPS200 Sensor initialization CH375Initialization()。主程序如下所示 : void Initialization( void) { mDelaymS(100)。 ARM 中的主程序很簡(jiǎn)潔，因?yàn)橹饕牟僮鞫荚谥袛嗬锿瓿?，手指檢測(cè)由指紋傳感器 MBF200 的自動(dòng)手指檢測(cè)中斷來(lái)完成，當(dāng)檢測(cè)到有手指后就開(kāi)始了對(duì)這枚指紋的處理工作 。 指紋圖像的采集是在中斷程序中 開(kāi)始的，當(dāng)指紋傳感器上沒(méi)有手指時(shí)系統(tǒng)將進(jìn)入省電模式下，通過(guò)指紋傳感器 MBF200 的手指自動(dòng)檢測(cè)中斷來(lái)喚醒系統(tǒng)，并進(jìn)行一次指紋圖像的采集、預(yù)處理和數(shù)據(jù)上傳。在預(yù)處理的前端對(duì)采集進(jìn)來(lái)的這枚指紋圖像進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，以判斷是否需要繼續(xù)進(jìn)行指紋圖像的預(yù)處理工作，若這枚指紋采集的質(zhì)量比較好則繼續(xù)剩下的預(yù)處理和預(yù)處理后的數(shù)據(jù)上傳 。 目標(biāo)板上電后就對(duì)整個(gè)采集系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作，包括 ARM 系統(tǒng)的初始化和目標(biāo)板上外設(shè)的初始化，對(duì)他們進(jìn)行參數(shù)配置。 在系統(tǒng)初始化完成后，對(duì)手指是否在指紋傳感器上進(jìn)行檢測(cè)，若有手指則進(jìn)行一次指紋采集及相應(yīng)的處理，然后等待下一次指紋數(shù)據(jù)的采集。但對(duì)于運(yùn)算量較大的預(yù)處理算法，必須用匯編來(lái)完成。 S3C44B0X 提供兩種編程語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言和C/C++。主程序流程圖如圖 所示。 CH375 電路原理圖如圖 所示。 端點(diǎn) 2 包括上傳端點(diǎn)和下傳端點(diǎn)，上傳和下傳緩沖區(qū)各是 64 個(gè)字節(jié)，上傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是 82H，下傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號(hào)是 02H。 端點(diǎn) 0 是默認(rèn)端點(diǎn)，支持上傳和下傳，上傳和下傳緩沖區(qū)各是 8個(gè)字節(jié) 。 CH375 還 38 內(nèi)置了處理 MassStorage。在外置固件模式下，由外部單片機(jī)根據(jù)需要自行處理各種 USB 請(qǐng)求，從而可以實(shí)現(xiàn)符合各種 USB 類(lèi)規(guī)范的設(shè)備。 CH375 的 USB 設(shè)備方式內(nèi)置了 USB 通訊中的底層協(xié)議，具有省事的內(nèi)置固件模式和靈活的外置固件模式。在本地端， CH375 具有 8 位數(shù)據(jù)總線和讀、寫(xiě)、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機(jī) /ARM/MCU/MPU 等控制器的系統(tǒng)總線上。鑒于近年來(lái)興起的 USB 通訊模式，以及其越來(lái)越便利的開(kāi)發(fā)和使用，所以本系統(tǒng)使用了 USB 技術(shù)來(lái)和上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。 37 USB 與上位機(jī)通訊接口電路設(shè)計(jì) 一般來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的通訊可以分為通用串行和并行兩種方式，通用串口的速度比較慢，影響指紋數(shù)據(jù)的上傳速度 。本系統(tǒng)中是由 62 腳來(lái)接入一個(gè) 3MHz 的時(shí)鐘晶振。 (4)EPM240 有四個(gè)專(zhuān)用的輸入引腳，分別是腳12(INPUT/GCLRn) 、腳 14(INPUT/OE2/GCLK2) 、腳 62 (INPUTJGCLKl)、腳 64 (INPUT/OE1)。所有沒(méi)有使用的 I/O 引腳其實(shí)是有內(nèi)部信號(hào)驅(qū)動(dòng)的，所以保留的 I/O 引腳應(yīng)當(dāng)不連接。 (2)雖然 EPM240 在設(shè)計(jì)上已采取措施使它對(duì)外界噪聲敏感度最小，但和所有 CMOS 器件一樣，它對(duì)電源電壓的起伏和輸入線上的起伏都很敏感，為使這些起伏效應(yīng)減至最低，系統(tǒng)中通過(guò)加寬 GND及 VCC 的走線寬度和使用去禍電容來(lái)減少系統(tǒng)的噪聲，大幅度地提升了系統(tǒng)的可靠性。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，為了匹配 ARM 與其外圍器件的電平，將 36 Vccio 連接到 上。另一組用于 I/O 輸出緩沖器 (Vccio )。為此，在 CPLD 的硬件設(shè)計(jì)上采用了如下規(guī)則 : (1) EPM240 具有多電壓接口，也就是說(shuō)，它可以與不同電源電壓的系統(tǒng)接口。 EPM240 接口電路設(shè)計(jì) EPM240 電路原理圖如圖 所示。 (3) VHDL 語(yǔ)言可以與工藝無(wú)關(guān)地進(jìn)行編程 。其主要特點(diǎn)有 : (1)設(shè)計(jì)技術(shù)齊全，方法靈活，支持廣泛 。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用的是 VHDL (VHSIC hardware description 34 language)硬件描述語(yǔ)言。 目前進(jìn)行大型工程設(shè)計(jì)時(shí)，最常用的 HDL 設(shè)計(jì)語(yǔ)言是 VHDL 和Verilog HDL。 (5)時(shí)序仿真 :需要利用在布局布線中獲得的精確參數(shù)，用仿真軟件驗(yàn)證電路的時(shí)序 (也叫后仿真 )。邏輯綜合軟件會(huì)生成 .edf 的 EDA 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件 。 (2)功能仿真 :將文件調(diào)入 HDL 仿真軟件 ( QuartusII)進(jìn)行功能仿真，檢查邏輯功能是否正確 (也叫前仿真，對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)可以跳過(guò)這一步，只在布線完成以后，進(jìn)行時(shí)序仿真 )。 33 CPLD 內(nèi)部電路的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法 一個(gè)完整的 CPLD 的設(shè)計(jì)流程包括程序設(shè)計(jì)與輸入、設(shè)計(jì)驗(yàn)證和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)三個(gè)部分，其完整的設(shè)計(jì)流程如下 : (1)文本編輯 :根據(jù)工程師設(shè)計(jì)的方法，可用任何文本編輯器，也可以用專(zhuān)用的 HDL 編輯環(huán)境，本系統(tǒng)使用 QuartusII 編輯環(huán)境進(jìn)行編輯。 (2)產(chǎn)生各個(gè)芯片的讀寫(xiě)信號(hào)。 32 12． 13． 圖 SDRAM 電路原理圖 CPLD 模塊的設(shè)計(jì) CPLD 作為 CPU 的協(xié)處理器，代替 CPU 處理了很多任務(wù)，不僅減輕了 CPU 的負(fù)擔(dān)，而且使系統(tǒng)更加可靠穩(wěn)定，也更具有靈活性和可擴(kuò)展性。 11． SDRAM 是易失性的可快速擦寫(xiě)存儲(chǔ)器，因此它通常作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)空間使用。而現(xiàn)在新推出的 SDRAM II (DDR，同步內(nèi)存 II)，它在一個(gè)時(shí)鐘的上升沿和下降沿都能觸發(fā)，所以速度更快了。同步還使存儲(chǔ)器控制器知道在那一個(gè)時(shí)鐘脈沖周期使數(shù)據(jù)請(qǐng)求使能，因此數(shù)據(jù)可在脈沖上升沿便開(kāi)始傳輸，而EDORAM 每隔 2 個(gè)時(shí)鐘脈沖周期才開(kāi)始傳輸， FPM RAM每隔 3 個(gè)時(shí)鐘脈沖周期才開(kāi)始傳輸。 BIOS 程序完成了時(shí) 鐘設(shè)置初始化、中斷矢量的定義、存儲(chǔ)器的參數(shù)設(shè)置、堆棧地址定義等工作，這些設(shè)置對(duì)于系統(tǒng)的正常啟動(dòng)非常重要。FLASH 電路原理圖如圖 所示。現(xiàn)在大多數(shù)的嵌入式系統(tǒng)都采用 Flash 作為其ROM 存儲(chǔ)器。 30 3． (1)FALSH 存儲(chǔ)電路 4． Flash 存儲(chǔ)器一次只能擦除一個(gè)較大的存儲(chǔ)區(qū)域，而EEPROM 能一個(gè)字節(jié)的擦除。這里需要特別注意的是，在硬件電路設(shè)計(jì)中， FLASH 和 SDRAM 存儲(chǔ)器的片選信號(hào)必須與對(duì)應(yīng)的 BANK 地址空間對(duì)應(yīng)起來(lái)。其中 BANK6 和BANK7 是 DRAM 的空間， DRAM 的尋址和控制方式與 SRAM 的控制方式有些不一樣，所以必須不能混用。外部地址總線最大為 25 位，最大尋址空間則為225=32MB，一共有 8 個(gè)片選引腳分成 8 個(gè)存儲(chǔ)體，所以整個(gè)的存儲(chǔ)器容量極限是 256MB。本系統(tǒng)的存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)包含兩個(gè)部分 :FLASH 存儲(chǔ)器和SDRAM 存儲(chǔ)器。 圖 JTAG 電路原理圖 29 JTAG 電路在本系統(tǒng)中的主要作用是將 PC 上編譯好的程序燒寫(xiě)到 S3C44B0X 中的 FALSH 存儲(chǔ)器指定位置當(dāng)中，然后系統(tǒng)就可以脫機(jī)運(yùn)行。有的同一個(gè) JTAG 電纜可以支持 Xilinx CPLD, AXD/ADW 調(diào)試程序。 目前有各種各樣簡(jiǎn)單 JTAG 電纜，其實(shí)只是一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，同時(shí)還起到保護(hù)作用。TRST為測(cè)試復(fù)位，輸入引腳，低