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嵌入式技术相关技术文章基于嵌入式的风力发电监控系统是如何设计实现的
本文根据一个特定的目标平台,介绍了如何构建基于Linux 2.6.16的嵌入式开发平台,介绍了移植的主要技术和整个流程,并在Qt/Embedd下开发了风力发电监控软件。
1系统构架
本系统的硬件平台是以32位高性能嵌入式处理器S3C2410A作为系统的CPU,其工作频率最高为203 MHz,具有强大的处理能力。另外,还扩展有多种外围设备,如:分辨率为640×480的26万色TFT液晶显示屏、串口、USB口、网口、64MB Flash、64MB SDRAM等等。可以充分满足风力发电监控系统开发的需求。
本硬件平台的软件构架主要分为以下几个部分:BSP层、操作系统层以及应用层,图1所示是其软件构架图。本系统的硬件平台是由嵌入式微处理器及其外围设备所构成的。硬件抽象层(BSP)是存储在硬件平台ROM或Flash上的负责与硬件底层交流的硬件驱动程序,主要负责对系统进行初始化,并将收集的硬件信息传递到接下来运行的操作系统内核中去。操作系统内核通过BSP来管理系统硬件资源,并为上层软件提供进程调度、内存管理、文件系统、设备驱动等服务。应用层主要负责与用户进行交流。
在完成系统的构架设计以后,就可以针对硬件平台进行具体的构建了,其工作主要包括以下几个部分:BootLoader移植、内核移植以及文件系统的建立等,其中内核移植包括网络设备、LCD和USB等驱动的移植。文中针对本系统的设计给出了相关程序的移植。
2 Boot Loader移植
Boot Loader (引导加载程序)是系统加电后运行的第一段代码。这段小程序用于初始化硬件设备和建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
目前,较流行的BootLoader主要有U-boot和Vivi等。本设计主要是以S3C2410为控制器的硬件平台,因此可以选用带有网络功能的Vivi作为系统的Boot Loader。作为引导程序的Vivi一般分为stage1和stage2两大部分。stage1主要是根据CPU的体系结构进行设备初始化等工作,通常都用短小精悍的汇编语言来实现,而stage2则通常用C语言来实现,这样可以实现更加复杂的功能,且代码会具有更好的可读性和可移植性。为了使Vivi更适合本系统的硬件平台,设计时需要对其进行部分修改。