基于ARM微處理器的機(jī)載語音告警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．3 電源及其監(jiān)控單元
機(jī)載設(shè)備要求能耐受飛機(jī)電源的浪涌、沖擊，并能夠在掉電50 ms內(nèi)系統(tǒng)仍能正常工作，必須設(shè)計(jì)電源濾波和掉電保護(hù)模塊。采用法拉電容對電源模塊做特殊設(shè)計(jì)，其電路如圖4所示。

二極管VD1和R2實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的正常供電，二極管VD2和R1完成儲(chǔ)能電容C1的充電，并能夠限制加電瞬間的充電電流。VD1，VD2和VD3的單向?qū)щ?性保證儲(chǔ)能電容C1在飛機(jī)電源掉電時(shí)，只給本電路板供電。同時(shí)電阻R2和電容C2，C3一起用于電源濾波，消除電源浪涌和尖峰。依據(jù)電路保持工作所需能量 需與法拉電容減少能量相等的原則，可知：

式中，C為法拉電容的標(biāo)稱容量，F(xiàn)；Uwork為電路中的正常工作電壓，V；Umin為電路能工作的最低電壓，V；T為電路中要求的保持時(shí)間，s；I為電路的負(fù)載電流，A。
則有

根據(jù)語音告警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和所選用的元器件，系統(tǒng)正常工作所需要的電流約為0．2 A，系統(tǒng)工作電壓為3．3 V，最小工作電壓為3 V，要求掉電時(shí)間為0．05 s，據(jù)此由式(4)可計(jì)算出所需要的法拉電容為：

按照10倍的設(shè)計(jì)余度，本文選擇O．47 F電容作為儲(chǔ)能元件，可實(shí)現(xiàn)掉電時(shí)間最大為700 ms的掉電保護(hù)，完全滿足機(jī)載設(shè)備的要求。
圖4中MAX811為電源監(jiān)控器件，當(dāng)監(jiān)控到系統(tǒng)電源低于閾值3 V時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)以確保系統(tǒng)工作正常。

3 軟件設(shè)計(jì)
3．1 U-Boot的移植
因1．1．4版本U-Boot(Universal Boot Loader)并不支持本系統(tǒng)設(shè)計(jì)所使用的微處理器S3C2440，但對S3C2410有完善的支持。本文U-Boot移植工作在微處理器S3C2410 的基礎(chǔ)上展開，U-Boot移植操作實(shí)際上就是根據(jù)系統(tǒng)硬件資源對相關(guān)的文件進(jìn)行修改。本系統(tǒng)相關(guān)硬件由S3C2440嵌入式微處理器、64 MB的NAND Flash、64 MB的SDRAM及串口組成，這里關(guān)鍵介紹存儲(chǔ)系統(tǒng)的初始化部分：
1)Flash驅(qū)動(dòng)程序采用board／Cmi／Flash．c，由于Cmi中的flash．c寫入時(shí)要交換字節(jié)，因而刪除了其 write_short()和write_buff()函數(shù)，利用board／ep7312／Flash．c中write_word()和 write_buff()函數(shù)，并且把flash．c中的FLASH_BASE_PRELIM改為CFG_FLASH_BASE。把 FLASH_BLOCK_SIZE改為Ox4000，NAND Flash K9F1208塊的大小是16 KB。
2)Board／smdk2410／smdk2410．c中函數(shù)dram_init()定義了SDRAM的真實(shí)地址和實(shí)際大小。由于本設(shè)計(jì)中，SDRAM的大小為64 MB，所以修改Inelude／configs／Smdk2410．h中的PHYS_SDRAM_l_SIZE，改為0x04000000。
經(jīng)過以上修改后生成目標(biāo)代碼，通過JTAG將二進(jìn)制文件燒入NAND Flash。燒寫成功后通過超級(jí)終端進(jìn)行測試，測試結(jié)果表明U-Boot移植成功并且可以在系統(tǒng)板上穩(wěn)定運(yùn)行。