新聞中心

EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 一種基于嵌入式系統(tǒng)的虛擬儀器的研究與設(shè)計(jì)

一種基于嵌入式系統(tǒng)的虛擬儀器的研究與設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2010-04-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1 引言

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/151900.htm

  計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù)的發(fā)展和傳統(tǒng)測試測量暴露出來的不足,使得計(jì)算機(jī)的設(shè)備越來越成為測試測量的主導(dǎo)。儀器以其平臺通用性、可擴(kuò)充、易升級和高度的智能性獲得了廣泛的工業(yè)應(yīng)用。在PC和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)中插入PC總線(ISA,PCI)的數(shù)采板卡構(gòu)成硬件,編寫Windows系統(tǒng)平臺的驅(qū)動程序和軟面板實(shí)現(xiàn)軟件功能,成為業(yè)界的主要解決方案。

  但是在野戰(zhàn)和惡劣環(huán)境下測試任務(wù)的實(shí)踐過程中,我們發(fā)現(xiàn)PC或工控機(jī)的儀器暴露出很多問題,如:體積大,不便于攜行;插卡式結(jié)構(gòu),接觸易松動、不緊固;以機(jī)械硬盤為主要存儲介質(zhì),抗震性能差等等。

  以32位微處理器和操作系統(tǒng)為特征的計(jì)算平臺使計(jì)算進(jìn)入了后PC時(shí)代。嵌入式系統(tǒng)的小體積、高可靠能夠滿足實(shí)現(xiàn)野戰(zhàn)和惡劣環(huán)境下的便攜虛擬儀器的需要?;谇度胧接?jì)算平臺,虛擬儀器系統(tǒng)成為構(gòu)建測試系統(tǒng)的新思路。

  通過構(gòu)建基于PC104總線嵌入式計(jì)算平臺,加入儀器卡及其功能程序,我們實(shí)現(xiàn)了針對雷達(dá)電子裝備的多種測試儀器。構(gòu)建基于嵌入式系統(tǒng)的虛擬儀器需要解決的技術(shù)問題集中在系統(tǒng)平臺的構(gòu)建、接口和驅(qū)動程序的以及軟面板等方面。

  2 硬件系統(tǒng)組成

  硬件系統(tǒng)包括嵌入式主板、儀器功能板、Flash存儲介質(zhì)(DOC或CF卡)、液晶顯示屏、觸摸屏和信號接口等。如圖1所示。其中液晶顯示屏、觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,信號接口用于耦合測試信號、嵌入式主板作為控制和計(jì)算單元,儀器功能板實(shí)現(xiàn)具體儀器的功能。

系統(tǒng)硬件組成圖
  圖1. 系統(tǒng)硬件組成圖

  圖1中部件按疊放的順序依次為觸摸屏、液晶顯示屏、PC104主板、示波器卡、萬用表卡

  功能板卡和嵌入式主板之間通過PC104總線以疊棧的方式實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電氣的互連。采用這種方式有如下好處:

  1. 電氣接觸高度緊密。電路板之間通過多排插針深入連接,比ISA和PCI的插槽連接要緊密得多。

  2. 機(jī)械結(jié)構(gòu)牢固。電路板之間用四個(gè)螺柱緊緊相連,使得板卡之間的機(jī)械連接非常牢固,不會存在晃動現(xiàn)象。

  3. PC104插針的電氣特性與ISA完全兼容,PC104 Plus插針的電氣特性與PCI完全兼容,使得基于ISA或PCI總線設(shè)計(jì)的功能板卡可以從電原理上重用,有利于系統(tǒng)改造過程的平穩(wěn)過渡。

  擯棄硬盤而采用DOC或CF卡作為外存儲介質(zhì)也能大大提高系統(tǒng)抗震動和沖擊能力。

  采用如上所述的硬件系統(tǒng)能為小型、可靠的虛擬儀器系統(tǒng)提供硬件保障,但由此帶來的系統(tǒng)存儲容量小和資源受限等問題為軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來了困難。必須采用嵌入式操作系統(tǒng),軟件編程必須考慮體積小,效率高。

3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  我們采用嵌入式linux作為操作系統(tǒng),在linux平臺下編寫儀器的驅(qū)動程序。利用Tiny X 和GTK+作為圖形界面解決方案實(shí)現(xiàn)儀器軟面板。系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示:

系統(tǒng)軟件件組成圖


  圖2. 系統(tǒng)軟件件組成圖

linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)

上一頁 1 2 下一頁

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉