基于FPGA+DSP+ARM的數(shù)據(jù)傳送總線變換器

　　4.1 嵌入式操作系統(tǒng)

　　在該數(shù)據(jù)傳送總線變換器中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)壓縮的任務(wù)由DSP完成。ARM S3C4510B完成與PC之間的以太網(wǎng)通信，其軟件實(shí)現(xiàn)所要求的實(shí)時(shí)性、可靠性和復(fù)雜性使得選擇一種帶有TCP/IP協(xié)議包的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)成為必需，而μCLinux是一個(gè)帶有完整的TCP/IP協(xié)議的操作系統(tǒng)，在μCLinux中加入實(shí)時(shí)RT-Linux模塊以滿足對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。

　　4.2 驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)

　　基于μCLinux操作系統(tǒng)的硬件驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)是在交叉編譯環(huán)境中進(jìn)行的,首先在PC機(jī)上開(kāi)發(fā)，然后移植到目標(biāo)機(jī)上進(jìn)行調(diào)試并最終固化到目標(biāo)機(jī)上。所開(kāi)發(fā)的硬件驅(qū)動(dòng)有以太網(wǎng)卡控制器驅(qū)動(dòng)、LCD驅(qū)動(dòng)、HPI驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)程序。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖4所示。

　　在μClinux操作系統(tǒng)上運(yùn)行三個(gè)任務(wù)：讀取壓縮數(shù)據(jù)、通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)、接收和執(zhí)行來(lái)自遠(yuǎn)端PC機(jī)的命令。其中讀取DSP壓縮數(shù)據(jù)任務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性有要求，它通過(guò)中斷處理程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，而其他的兩個(gè)任務(wù)則通過(guò)用戶進(jìn)程來(lái)實(shí)現(xiàn)。以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)的任務(wù)和讀取壓縮數(shù)據(jù)的任務(wù)共享一個(gè)緩沖區(qū)，通過(guò)ioctl函數(shù)在其間傳遞緩沖區(qū)雙向鏈表的地址。所以需要為數(shù)據(jù)處理模塊上的通信接口HPI注冊(cè)一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序，注冊(cè)驅(qū)動(dòng)程序的函數(shù)是：

　　result=register_chrdev(HPI_MAJOR,hpi,hpi_fops)

　　驅(qū)動(dòng)程序的主要結(jié)構(gòu)如下：

　　struct file_operations hpi_fops=

　　{

　　owner: THIS MODULE,

　　open: hpi_open,

　　read: hpi_read,

　　write: hpi_write,

　　ioctl: hpi_ioctl,

　　mmap:hpi_mmap,

　　release:hpi_release,

　　};

　　HPI驅(qū)動(dòng)程序編寫完成后，將驅(qū)動(dòng)程序源代碼置于../linux-2.4.x/driver/char目錄下，同時(shí)修改同級(jí)目錄下的Makefile，在../linux-2.4.x/driver/char/Makefile中加入Obj_y +=hpi.o

　　同時(shí)，為了能夠在?滋Clinux啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)初始化此字符設(shè)備，還需要修改 ../linux-2.4.x/driver/char/men.c文件，在其中加入：

　　(1)新添加的字符驅(qū)動(dòng)程序初始化函數(shù)聲明：extern void hpi_init(void);

　　(2)在字符設(shè)備統(tǒng)一初始化函數(shù)int _init chr_dev_init(void)中調(diào)用新設(shè)備的初始化函數(shù)，需要在int _init chr_dev_init(void)中加入語(yǔ)句：hpi_init();

　　在函數(shù)int _init chr_dev_init(void)中，字符設(shè)備的初始化函數(shù)將被統(tǒng)一調(diào)用，并完成字符驅(qū)動(dòng)file_operations數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的注冊(cè)，初始化之后就可以使用HPI字符設(shè)備了。

　　本文所設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳送總線變換器，不僅解決了由于傳輸距離遠(yuǎn)而引起的信號(hào)畸變問(wèn)題，而且滿足了信息傳遞的實(shí)時(shí)性要求，同時(shí)具有網(wǎng)關(guān)功能和嵌入式Web功能，能確保系統(tǒng)安全接入Internet。