LX800在車(chē)載監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：隨著嵌入式Linux操作系統(tǒng)的迅速發(fā)展，嵌入式Linux已逐漸成為嵌入式操作系統(tǒng)的一個(gè)重要分支。介紹了LX800在車(chē)載監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了CAN總線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和視頻的顯示和控制。主要闡述了x86系統(tǒng)平臺(tái)的硬件總體設(shè)計(jì)、PCI9054驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用主程序相關(guān)流程。
關(guān)鍵詞：嵌入式Linux；LX800；PCI9054

引言
嵌入式系統(tǒng)由于體積小、功耗低、可靠性高、可裁減性強(qiáng)、軟硬件集成度高等特點(diǎn)的被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)制造、過(guò)程控制、通信、儀器、儀表、汽車(chē)、船舶、航空、航天、消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品等眾多領(lǐng)域。一個(gè)完整的嵌入式Linux解決方案應(yīng)包括嵌入式Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核、運(yùn)行環(huán)境、圖形化界面和應(yīng)用軟件等。由于嵌入式設(shè)備的特殊要求，嵌入式Linux解決方案中的內(nèi)核、環(huán)境、GUI等都與標(biāo)準(zhǔn)Linux有很大不同，其主要挑戰(zhàn)是如何在狹小的Flash、ROM和內(nèi)存中，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的任務(wù)實(shí)時(shí)調(diào)度、圖形化顯示、網(wǎng)絡(luò)通信等功能。本文基于AMD LX800微處理器和Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行車(chē)載監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。車(chē)載監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)車(chē)輛工作狀態(tài)、運(yùn)行情況進(jìn)行顯示、控制并完成人機(jī)交互的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)操作、顯示相關(guān)的機(jī)車(chē)信息。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
GeodeLX處理器是AMD公司推出的基于x86體系結(jié)構(gòu)的嵌入式處理器，主要用于工業(yè)控制、移動(dòng)設(shè)備等領(lǐng)域。GeodeLX處理器支持i586指令集，并且?guī)в蠱MX和AMD“3DNow!”指令集擴(kuò)展；其CPU頻率在400～500MHz，帶有8級(jí)單發(fā)射的指令流水線，64 KB指令L1Cache和64 KB數(shù)據(jù)L1 Cache，128 KB的可配置為指令或數(shù)據(jù)的L2 Cache。處理器內(nèi)部集成了圖形和視頻處理單元，提高了二維圖形和視頻的應(yīng)用加速。
PCI總線即外圍部件互連總線，是一種先進(jìn)的高性能32／64位地址／數(shù)據(jù)復(fù)用局部總線，可同時(shí)支持多組外圍設(shè)備，并且不受制于處理器，為處理器與高速外圍設(shè)備提供了一座溝通的橋梁，提高了數(shù)據(jù)吞吐量(32位最大可達(dá)132 MB／s)，因此是現(xiàn)在PC領(lǐng)域中很流行的總線。P CI總線具有嚴(yán)格的總線規(guī)范，保證了良好的兼容性，符合PCI總線規(guī)范的擴(kuò)展卡可以插入任何PCI系統(tǒng)可靠地工作。因此，和GeodeLX處理器一起使用的CS5536芯片通過(guò)PCI總線組提供南橋的功能，如IDE、USB2．0、Flash、AC97和x86的外圍設(shè)備接口。
為了擴(kuò)展一些用戶(hù)接口，如高速串口、CAN總線接口等，需要將復(fù)雜的PCI總線接口轉(zhuǎn)換為相對(duì)簡(jiǎn)單的用戶(hù)接口。本系統(tǒng)采用PLX公司生產(chǎn)的PCI總線通用接口芯片PLC9054，處理器可以通過(guò)PCI總線訪問(wèn)擴(kuò)展資源，如CAN總線、液晶屏數(shù)據(jù)線、按鍵高速串口等其他擴(kuò)展設(shè)備。此款芯片采用先進(jìn)的PLX數(shù)據(jù)管道結(jié)構(gòu)技術(shù)，符合PCIV2．1和V2．2規(guī)范；提供了兩個(gè)獨(dú)立的可編程DMA控制器；每個(gè)通道均支持塊和分散／集中的DMA方式；在PCI總線端支持32位數(shù)據(jù)總線，33 MHz時(shí)鐘信號(hào)；本地端可以編程實(shí)現(xiàn)8／16／32位的數(shù)據(jù)寬度；傳輸速率最高可達(dá)132 MB／s；本地總線端時(shí)鐘最高可達(dá)50 MHz，支持復(fù)用／非復(fù)用的32位地址數(shù)據(jù)。PCI9054提供了PCI、LOCAL、EEPROM總線3個(gè)接口，作為一種橋接芯片在PCI總線和LOCAL總線之間提供傳遞消息。
W83627DHG通過(guò)LPC接口與CS5536通信，此款LPC接口的I／O芯片除了可以支持傳統(tǒng)的輸入／輸出接口，如鍵盤(pán)和鼠標(biāo)、并口、軟盤(pán)口、UART、SPI口等，硬件監(jiān)控針對(duì)新一代的CPU，提供符合VRD11．0規(guī)格的CPU電壓偵測(cè)功能，并且可經(jīng)由鍵盤(pán)任一按鍵或是鼠標(biāo)將系統(tǒng)由休眠狀態(tài)喚醒。
BIOS實(shí)際是一組被固化到電腦中，為電腦提供最基本的硬件控制的程序，它是連通軟件程序和硬件設(shè)備之間的樞紐，負(fù)責(zé)響應(yīng)硬件的即時(shí)要求，并按軟件對(duì)硬件的操作要求執(zhí)行。本設(shè)計(jì)BIOS芯片采用LPC Flash可擦寫(xiě)芯片。

系統(tǒng)的整體硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示，系統(tǒng)由處理器、外圍電路及外圍接口設(shè)備組成。外圍電路包括晶振、電源、復(fù)位電路、串口、網(wǎng)口、PCI總線、USB接口、Flash等。