嵌入式系統(tǒng)開發(fā)要素的選擇分析
尋呼內(nèi)容的實時語音合成并播放等。處理器外圍需要自帶語音錄放電路完成語音錄入和播放,串行口和紅外通信口進行數(shù)據(jù)通信,LCD接口電路提供用戶輸入接口,也需要電源管理模塊完成便攜式電子產(chǎn)品的低功耗設(shè)計。 選用ARM公司的嵌入式微控制器EP7211:內(nèi)含的32位微處理器ARM720T,提供18MHz、36MHz、54MHz和72MHz工作主頻,而且允許用戶在應(yīng)用程序中對控制寄存器編程切換處理器工作頻率,這種切換頻率的工作方式,不僅滿足了不同的應(yīng)用需求,而且降低了系統(tǒng)的功耗。EP7211提供了SRAM和Flash存儲芯片接口,2個RS232口(1個自帶紅外信號收發(fā)模塊),支持G_729.a標準的語音錄放Codec模塊,有LCD接口和電源管理部分,支持低電壓監(jiān)測等。在休眠狀態(tài)下,EP7211支持中斷喚醒功能,喚醒時間是喚醒頻率的2~3個周期,芯片提供8kHz的喚醒頻率,使得在休眠狀態(tài)下系統(tǒng)收到尋呼前導信號時能夠及時喚醒。 選定了EP7211后就應(yīng)選擇RTOS了。從產(chǎn)品功能和程序流程的角度分析,系統(tǒng)基本上是單任務(wù)順序處理,但要具備實時對尋呼中斷的響應(yīng)能力。RTOS的選擇有兩個方案:一是使用已經(jīng)購買的用在油田測井系統(tǒng)SL3000型產(chǎn)品的商用Nucleus,二是使用自主開發(fā)的、專門面向嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的XGW軟件開發(fā)平臺。 XGW軟件開發(fā)平臺功能強大,模塊化設(shè)計,擴展性強;支持多種點陣和矢量字體;完善的中英文處理接口;支持漢王手寫識別和拼音輸入法等。XGW開發(fā)平臺是自主研發(fā)的,軟件產(chǎn)品升級和故障排除比較容易,產(chǎn)品成本費用相對較低。選擇EP7211嵌入式處理器和XGW開發(fā)平臺,還因為二者在“GPS汽車導航系統(tǒng)”項目中獲得了成功應(yīng)用。 關(guān)于集成開發(fā)調(diào)試環(huán)境,我們購買了ARM公司的ARM250。它基于GUI用戶接口,一體化的編輯、匯編、編譯、連接和調(diào)試多窗口工作環(huán)境,支持單步跟蹤、斷點設(shè)置和內(nèi)存查看等;同時,ARM250開發(fā)調(diào)試界面和Microsoft 的VC6++集成環(huán)境相似,有助于開發(fā)人員快速熟悉和掌握。選用Multi_ICE仿真器,支持在線仿真調(diào)試,通過并行口連接主機,支持程序編譯鏈接后的程序代碼快速加載,加快了代碼調(diào)試進度。 詳細分析了產(chǎn)品的技術(shù)風險,對開發(fā)小組而言,只有尋呼系統(tǒng)是比較成熟的新技術(shù),且工作頻率高達155MHz,需要重點解決和其它功能模塊的電磁兼容性,要投入較多的人力資源進行重點突破。關(guān)于嵌入式處理器EP7211和自主研發(fā)的XGW軟件開發(fā)平臺等,開發(fā)人員都有一定的技術(shù)積累和豐富的工作經(jīng)驗。 在系統(tǒng)開發(fā)中,設(shè)計了兩套技術(shù)調(diào)試方案:一是基于內(nèi)存SRAM模式,二是基于閃存Flash模式。在內(nèi)存SRAM模式中,系統(tǒng)加電冷啟動時,系統(tǒng)完成相關(guān)硬件初始化任務(wù)后執(zhí)行一段代碼,將系統(tǒng)編譯連接生成的二進制可執(zhí)行代碼從Flash存儲空間完全拷貝到SRAM內(nèi)存空間中,整個應(yīng)用程序調(diào)試完全在內(nèi)存空間執(zhí)行。此種方案極大加快了龐大應(yīng)用程序的調(diào)試步伐,加快產(chǎn)品開發(fā)進度。二是在SRAM內(nèi)存模式調(diào)試完應(yīng)用程序的基礎(chǔ)上,執(zhí)行閃存Flash調(diào)試,系統(tǒng)啟動后將中斷服務(wù)程序ISR和少量的內(nèi)核代碼拷貝到SRAM后在SRAM中執(zhí)行,其它應(yīng)用程序在Flash中執(zhí)行。Flash模式同SRAM模式相比,主要是修改系統(tǒng)啟動代碼段,應(yīng)用程序代碼完全保持一致。Flash模式減少了寶貴的SRAM資源需求、降低了產(chǎn)品開發(fā)成本,但是運行速度較SRAM模式慢。 6 小 結(jié) 本文詳細闡述了在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中嵌入式處理器、嵌入式操作系統(tǒng)、調(diào)試器、仿真器以及開發(fā)人員的技術(shù)水平和結(jié)構(gòu)比例等組成要素的選擇原則,并且使用一個具體的實例來進一步分析說明。需要指出的是,這些要素之間不是彼此獨立,而是緊密相關(guān),可能還會在某些方面相互沖突。 |