理 器 市场 上 ， Ａ Ｍ， ｏ Ｆｒ， ＩＳ和 Ｐ ｗ ｒＣ等 可供 选 择 ， 有 Ｒ Ｃｌ ｉ ＭＰ ｄ ｅ ｏ ｅＰ 除
图 ２硬件系统构成
主要功能有：１支持图形显示；２支持大量数据与程序存储 ； （） （） 了基于这些 Ｃ Ｕ内核 、集成 了大量外设及控制器的 ３ Ｐ ２位处理 （ ） ３ 支持键盘输入；４ 支持鼠标操作 ； ） （） （ 连接工业设备的继 电器 ５ 器 ，这些 ３ 位 Ｃ Ｕ还能够以软件 Ｉ ２ Ｐ Ｐ形式的软核或者制造商集 组 ；６ 通用接 口支持功能；７打印功能 ；８ 联网远程控制功能。 （） （） （） 成 的硬核方式嵌人到 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ芯片当中， 构成高端应用 。 Ｒ Ａ Ｍ架构
持实时操作 系统 ，支持 Ｗｉ ｏ ｓ Ｅ Ｌｎ ｘＰ ｌ Ｓ ｎ ｗ 、ｉｕ 、ａ Ｏ 等多种主流 ｄ Ｃ ｍ 嵌入式操作系统 ， 具有 ２ ０ ｚ ０ ＭＨ 主频 ， 最高可达 １ Ｈｚ Ｇ 以上。
技术优势 以及市场定位 ，开发出一批基于 Ａ Ｍ 内核的 ３ 位处 Ｒ ２
理器芯片， 使得 Ａ Ｍ在市场上处 于主流位置 ， Ｒ 目前基本成为 ３ ２
位单片机的行业标准。因此 ， 我们选用 ３ ２位 Ａ Ｍ９嵌入式处理 Ｒ
器来 构建 一 个强 大 的硬 件开 发 平 台 。
在硬件上 ， 我们利用 Ａ Ｍ Ｒ ９内核所具备 的功能 ， 根据本系统
问 ， 速进 入 实质 性开 发 阶段 活、 灵 可处理基于多种多样嵌入式系
统的硬件平台和应用程序 。Ｅ ｂ ｄｅ ｉ ｘ ｍ ｅｄ ｄ ｎ 是以核心为基础的、 Ｌｕ 完全内存保护 、 多任务多进程的操作系统 ； 是层次结构且 内核完
２嵌入式系统 的基本概念
８ ８
栾禄祥 ：２位嵌入 式 系统在 工业控 制方 面的应用 ３
第 ４期
机或者 Ｐ Ｃ Ｌ 。虽然传统 的以 ８ 位为核心的嵌入式系统不断发展 ， 屏的驱动 ， 光是庞大的数据量和文件 ， 如果没有操作系统的支持 ， 性能也在不断提高 ， 由于其架构的局限性 ， 但 已无法满足不断开 是无法存储和处理的。嵌入式操作系统具实时性 ， 易于裁剪等特 嵌入式操作 系统对应用程序可 以起到屏蔽 的作用 ， 应用程序 发出的高性能的嵌入式应用程序的要求 ， 并且价格优势 已不复存 点 ； 并 在。近年来 ， 随着 ３ 位高性能处理器的出现 ， ２ 为实现企业新 的需 员 只需面向操作系统级开发应用软件 即可， 可移植 到不同的处 求 目标 、 创造了契机 。在 ３ 位架构的芯片上可以方便的 ， ２ 低成本 理器上 。目前常用的嵌入式操作系统有 Ｗｉｄｗ Ｅ和 Ｅ ｂ ｄ ｎｏｓ Ｃ ｍ ｅ— ｅ ｎ ｘ 可根据需要或熟悉程度选择使用其中某一种 。 Ｌ 的实现新的功能， 在大大提高嵌入式 系统的性 价比的同时 ， 缩短 ｄ ｄ ｉｕ 等 ， 了嵌入式系统的开发周期， 提高 了系统的开发与应用效率。 Ｗｉ ｏ ｓ Ｅ是一个小规模而又高度可定制的操作系统 。它 ｎ ｗ ｄ Ｃ 本文从实际应用的角度出发 ， 希望能用暂短的篇幅使读者建 为开发人员创建高复杂度嵌入式系统提供 了理想的环境 ，如网 立 ３ 位嵌入式系统开发的整体概念，免除初期浪费不必要的时 络 、 ２ 通信、 图形功能、 ｓ 外围接 口支持 ， Ｕｂ 以及高级 Ｆ Ｏ系统的即时
嵌入式系统．出 入到对象体系中的专用计算机 系统 ， 且ｔ ｔｌ ，Ｘ ￣ 是以应 用为中心 ， 以计算机技术为基础， 软硬件可裁剪 ， 适应应用系统对 功能， 可靠性 ， 成本 ， 体积， 功耗等严格要求的专用计算机系统。 它
一
—圈 鲤一 ＿圈 一 ■ ＿ 暑
全开放 的操作系统 ， 用户可以方便地对其进行改造 ； 其具备一整
制机 ， 其增加可视化显示 、 使 网络化传输 、 数据库管理、 同时也可
在本 机上 实 现 用户 编程 。
５１ 件 系统构 成 ．硬
硬件 系统构 成 ， 图 ２所 示 。 如
Ｉ 网
图 １ 入 式 系统 组 成 嵌
． ．．．．． ．．．．． ．
３３ 位嵌入式微处理器 的选择 ２
套工具链 ， 容易 自行建立开发环境和交叉 运行环境 ， 有多种可选 择窗 口管理器 ，利用 Ｇ Ｕ的 ｇｃ Ｎ ｃ 做编译器 ，ａ 、ｇｂ ｘｄ 做调 ｇｂｋ ｄ 、ｇ ｂ 试工具 ， 能够实现从操作 系统到应用软件各个级别的调试 ；ｉｕ Ｌｎ ｘ 操作系统支持现有的大部分芯片 ， 可应用于多种硬件平 台。
是一 款 廉 价 、 能 低 的 Ｒ Ｓ 耗 ＩＣ处 理 器 ， 同 芯 片 厂商 根 据 已有 的 不
５２系统 开发 的主 要过 程及 功 能设计 ．
５ ． ａｍ９ 处理 器为核 心 ， 能需求为 目标 开发硬件 ．１ ｒ 微 ２ 功
Ａｍ９ ｒ 处理器适合于需要高速数字信号处理的场合 ， Ｕ支 ＭＰ
般由嵌入式微处理器 、 围硬件设备 、 外 嵌入式操作系统 以及用
户 的应用 程序 等 四个 部 分组 成 ，用 于 实现 对其 他 设备 的 控 制 、 监
视或管理等功能。嵌入式系统组成 ， 如图 １ 所示 。
５嵌入式 ３ ２位系统在工业控制中应用
本实例以 Ａ Ｍ Ｒ ９为核心处理器 ，设计 出一种工业上通用的 带图形显示的具备 Ｐ Ｃ功能的工业控制机 ，简称多功能图形控 Ｌ
传统上， 人们采用 ８位微处理器或微控制器作为核心部件开
发嵌 入 式 系 统 ， 一方 面源 于 ８位处 理 器 架 构相 对 简 单 ， 于 开 这 易
Ｉ 田
．． ．．．．．． ．．．．
匪 —匦 囤
发， 另一方面成本较低。 但随着芯片技术的发展和市场份额变化 ， ３ 位嵌入式处理器 自身成本逐渐降低 ，而要满足 日益复杂的任 ２ 务需求，２ ３ 位处理器体系的优势开始凸现。在 ３ 位嵌入式微处 ２