基于S3C2416芯片開發(fā)及其應(yīng)用(嵌入式大作業(yè))

題目:針對某一個(gè)或一類CPU，提出以其為核心的嵌入式系統(tǒng)完整開發(fā)方案。要求:1相應(yīng)CPU介紹；2硬件開發(fā)平臺選擇與介紹；3軟件開發(fā)平臺選擇與介紹；4典型應(yīng)用實(shí)例介紹；5相關(guān)參考文獻(xiàn)。題目：基于S3C2416芯片開發(fā)及其應(yīng)用目錄摘要 11CPU介紹 21.1芯片簡介 21.2芯片特性 21.3芯片架構(gòu)框圖 71.4芯片引腳分配 82硬件開發(fā)平臺選擇與介紹 92.1ICOOL2416概述 92.2ICOOL2416開發(fā)板硬件資源說明 103軟件開發(fā)平臺選擇與介紹 123.1嵌入式Linux系統(tǒng)簡介 123.2嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境的搭建 133.2.1嵌入式Linux交叉開發(fā)軟件環(huán)境的搭建 133.2.2超級終端的配置 133.3Linux操作系統(tǒng)移植 134典型應(yīng)用實(shí)例介紹 154.1紙幣清分機(jī) 15硬件設(shè)計(jì) 15軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 164.2多功能公交車載終端系統(tǒng) 17硬件整體設(shè)計(jì) 17系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 17參考文獻(xiàn) 19摘要隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速開展，嵌入式系統(tǒng)已然成為當(dāng)前軟件開發(fā)領(lǐng)域最熱的焦點(diǎn)之一。ARM憑借其高性能低功耗等特征，正在逐漸成為目前應(yīng)用最廣泛的32位嵌入式處理器。其中S3C2416是一款低功耗、高性能、低本錢的SAMSUNGARM9〔ARM926EJ〕處理器，最具性價(jià)比優(yōu)勢的芯片，S3C2440最完美的替代者，可應(yīng)用于消費(fèi)類電子、低功耗產(chǎn)品和高性能控制設(shè)備。Linux是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類Unix操作系統(tǒng)，其具有模塊化程度高；源碼公開；廣泛的硬件支持；平安性及可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，得到非常廣泛的應(yīng)用。本文針對S3C2416芯片，闡述了其構(gòu)成與特性。并介紹了一款基于此芯片的硬件開發(fā)平臺——ICOOL2416開發(fā)板，以及相應(yīng)的Linux開發(fā)平臺的搭建。最后介紹了基于S3C2416的兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例。關(guān)鍵詞：嵌入式；S3C2416；Linux；開發(fā)平臺；1CPU介紹1.1芯片簡介S3C2416是Samsung推出的一款可以完美替代S3C2440、S3C2410的16/32位RISC微處理器。應(yīng)用于消費(fèi)類電子、低功耗產(chǎn)品和高性能控制設(shè)備。S3C2416基于ARM926EJ內(nèi)核，65nm工藝制程，采用新的高性能微控制器總線〔AMBA〕架構(gòu)設(shè)計(jì)，具有低功耗、高性能和低本錢的特性[1]。有列表比照方下：比擬工程2410244024432416ARM版本ARM920TARM920TARM920TARM926EJ總線架構(gòu)單總線單總線單總線雙總線主頻200M400M400M/533M400M/533M內(nèi)存SDRAMSDRAMSDRAMDDRSDRAMDDRDDRH多媒體能力無無無2DFLASHSLCSLCSLCSLC/MLCUSBDevice2.0串口3333啟動(dòng)方式不支持SD卡啟動(dòng)不支持SD卡啟動(dòng)不支持SD卡啟動(dòng)支持SD卡啟動(dòng)引腳間距0.8mm0.8mm0.50mm0.65mm價(jià)格(美元)55?31.2芯片特性S3C2416提供一整套完整的系統(tǒng)外設(shè)，最大限度的減少系統(tǒng)額外本錢和額外組件。芯片集成以下片上功能：1、ARM926EJ內(nèi)核，主頻400MHz，16KBI/D-Cache和MMU功能2、支持外部存儲器mSDR、mDDR、DDR2、SDRAM3、LCD控制器，最高支持256K色顯示，提供1通道LCD專用DMA4、6通道DMA控制器并有外部請求引腳5、4通道UART(IrDA1.0,64-ByteTxFIFO,and64-ByteRxFIFO)6、1通道高速SPI7、1通道IC總線接口〔支持多主機(jī)〕8、支持IIS/AC97音頻接口9、兼容支持高速M(fèi)MC和SD接口協(xié)議10、2路USBHost/1路USBDevice11、4通道PWM定時(shí)器/1通道內(nèi)部定時(shí)器/看門狗定時(shí)器12、10通道12位ADC和觸摸屏接口13、RTC時(shí)鐘，帶日歷功能14、138個(gè)通用I/O端口，16路外部中斷源15、5種電源管理模式：工作、空閑、待機(jī)、深度待機(jī)和休眠模式16、芯片內(nèi)有PLL時(shí)鐘發(fā)生器〔1〕系統(tǒng)管理●兩個(gè)獨(dú)立的內(nèi)存總線-一個(gè)用于ROM/SRAM總線〔ROMBANK0?BANK5〕和一個(gè)DRAM總線〔mSDR/mDDR/DDR2SDRAMBANK0?Bank1〕●地址空間：64M字節(jié)BANK0?BANK5,128M字節(jié)的SDRAMBANK0?bank1●支持從各種類型ROM啟動(dòng)〔NOR/NANDFlash，EEPROM或其它〕●所有存儲器具備完整可編程訪問周期〔2〕NANDFlash啟動(dòng)引導(dǎo)〔BootLoader〕●支持從NANDFlash啟動(dòng)●支持啟動(dòng)后NANDflash作為存儲器●支持高級NANDflash〔3〕時(shí)鐘和電源管理●片上MPLL和EPLL:EPLL產(chǎn)生時(shí)鐘用于USBHost,IIS,UART等模組MPLL產(chǎn)生時(shí)鐘用于MCU在1.3V電壓下，運(yùn)行在最高速度400MHz●用軟件可以有選擇的提供時(shí)鐘給各功能模塊●電源管理模式：工作、空閑、待機(jī)、深度待機(jī)和休眠模式工作模式：正常工作模式空閑模式：只有CPU時(shí)鐘停止待機(jī)模式：所有時(shí)鐘都停止深度待機(jī)模式：CPU電源控制，所有時(shí)鐘停止休眠模式：關(guān)閉核心包括所有外設(shè)的電源●EINT[15:0]或RTC鬧鐘中斷觸發(fā)從睡眠模式中喚醒〔4〕中斷控制器●71個(gè)中斷源:1個(gè)看門狗，5個(gè)定時(shí)器，12個(gè)UART，16個(gè)外部中斷，6個(gè)DMA，2個(gè)RTC，2個(gè)ADC,1個(gè)IIC,1個(gè)SPI,2個(gè)SDI，2個(gè)USB，4個(gè)LCD,1個(gè)電池故障，1個(gè)NAND,1個(gè)AC97和1個(gè)IIS,1個(gè)PCM,1個(gè)2D●外部中斷源中電平/邊沿模式●可編程邊沿和電平的極性●支持快速中斷請求〔FIQ〕給其他緊急的中斷請求〔5〕帶脈寬調(diào)制〔PWM〕的定時(shí)器●4通道16位具有PWM功能定時(shí)器，1通道16位基于DMA或基于中斷運(yùn)行的內(nèi)部定時(shí)器●可編程的占空比，頻率和極性●支持外部時(shí)鐘源〔6〕RTC●完整時(shí)鐘特性：毫秒、秒、分、時(shí)、星期、日、月和年●工作在32.768KHz時(shí)鐘頻率●鬧鐘中斷和時(shí)鐘節(jié)拍中斷〔7〕通用輸入/輸出端口●16個(gè)外部中斷端口●138個(gè)復(fù)用輸入/輸出端口〔8〕DMA控制器●6通道DMA控制器●支持存儲器到存儲器，IO口到存儲器，存儲器到IO口和IO口到IO口的傳輸●采用觸發(fā)傳輸模式來提高傳輸速率〔9〕UART●4通道基于DMA或基于中斷運(yùn)行的UART●支持5位、6位、7位、或8位串行數(shù)據(jù)發(fā)送/接收●支持UART運(yùn)行在外部時(shí)鐘〔UEXTCLK〕●可編程波特率高達(dá)3Mbps●支持IrDA1.0●每個(gè)通道都包含內(nèi)部64位發(fā)送FIFO和64位接收FIFO〔10〕LCD控制器●支持彩色TFT的1、2、4或8bpp(位/像素)調(diào)色顯示●支持彩色TFT的16，24bpp非調(diào)色真彩顯示●支持在24bpp模式下最大16M色的TFT●支持多種屏幕尺寸：典型屏幕尺寸：640x480，320x240，160x160等最大數(shù)據(jù)緩沖區(qū)4Mb最大虛擬屏幕尺寸在64K色下：2048x2048，其他尺寸●支持2個(gè)疊加窗口的LCD〔11〕ADC和觸摸屏接口●10通道多路復(fù)用ADC●最高500KSPS和10位分辨率●內(nèi)置FET直接用于觸摸屏接口〔12〕看門狗定時(shí)器●16位看門狗定時(shí)器●中斷請求或者系統(tǒng)復(fù)位超時(shí)〔13〕IIC總線接口●1通道多主機(jī)IIC總線●串行，8位，可在標(biāo)準(zhǔn)模式100Kbit/s下或快速模式400Kbit/s下進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸〔14〕IIS音頻接口●1通道基于DMA運(yùn)行的音頻接口●支持5.1聲道●每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸通道串行，8-/16-/24-位●支持IIS格式和MSB對齊數(shù)據(jù)格式〔15〕AC97音頻接口●1通道基于DMA運(yùn)行的AC97接口●16位立體聲音響〔16〕PCM音頻接口●單聲道，16bit的PCM，1通道音頻接口〔17〕USBHost(主機(jī))●2個(gè)USBHost端口●遵從OHCIRev.1.0●兼容USB規(guī)格1.1版本〔18〕USBDevice(設(shè)備)●1個(gè)USBDevice設(shè)備端口●9個(gè)USBDevice設(shè)備端點(diǎn)●兼容USB2.0標(biāo)準(zhǔn)〔19〕SD/MMC主機(jī)接口●兼容SD標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)規(guī)格〔版本2.0〕●專用DMA訪問支持●兼容SD存儲卡協(xié)議2.1版本●兼容SDIO卡協(xié)議1.0版●兼容的HS-MMC協(xié)議4.2版●512BytesFIFOforTx/Rx●支持CE-ATA模式〔20〕SPI接口●兼容1通道串行外設(shè)接口2.11協(xié)議版本〔1ch.高速SPI接口〕●2×8位的移位存放器的Tx/Rx●基于DMA或基于中斷的操作〔21〕2D●線/點(diǎn)繪圖●位塊傳送，顏色擴(kuò)展●最大2040*2040的圖像尺寸●窗口剪輯●90°/180°/270°/X-flip/Y-flip旋轉(zhuǎn)●共256個(gè)3-operandRasterOperation(ROP)●Alpha混合●支持16/24/32-bpp顏色格式〔22〕工作電壓范圍●核心電壓：1.3V下400MHzTBD下266MHz●ROM/SRAM電壓:1.8V/2.5V/3.0V/3.3V●SDRAM電壓:1.8V/2.5V●I/O口電壓:1.8V/2.5V/3.3V〔23〕封裝●330引腳FBGA封裝14x141.3芯片架構(gòu)框圖圖1.1S3C2416X框圖1.4芯片引腳分配圖1.2S3C2416X芯片引腳分配〔330引腳FBGA,0.65mm間距〕2硬件開發(fā)平臺選擇與介紹S3C2416是低功耗，高性能、低本錢的SAMSUNG〔ARM926EJ〕處理器，最具本錢優(yōu)勢。市面上基于此款芯片的開發(fā)板種類繁多，如深圳友堅(jiān)恒天科技的UT-S3C2416，保定佳冀電子的TX2416A，廣州斯道信息技術(shù)的ICOOL2416等等?！矎V州斯道信息技術(shù)，成立于2004年，是一家集移動(dòng)通訊，醫(yī)療系統(tǒng)，嵌入系統(tǒng)設(shè)備，工業(yè)控制器研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的民營高科技企業(yè)，主要從事2G/3G智能，MID，嵌入式控制板，工業(yè)控制板系列產(chǎn)品的研發(fā)和銷售。技術(shù)力量雄厚，軟硬件開發(fā)團(tuán)隊(duì)一流。〕ICOOL2416，價(jià)格廉價(jià)，功能齊全，在淘寶上大概400元左右即可買到，因此這里選擇這款開發(fā)板。2.1ICOOL2416概述ICOOL2416是斯道推出的一款低價(jià)高品質(zhì)核心板加底板的ARM926開發(fā)板，主頻400Mhz，最高533Mhz，外頻可以跑到DDR2400，并且支持TF卡裸機(jī)啟動(dòng)燒錄。該開發(fā)板性價(jià)比好功能全。主處理器采用三星的S3C2416，內(nèi)存選用三星的K4T51163DDR2266〔BGA封裝〕，CPU主頻可以跑到533Mhz,該CPU有2D加速功能。該板外置存儲有NAND/TFcard.電源全部采用Torex的DC2DC，具有良好的功耗。該板布局合理，接口豐富，十分適用于開發(fā)工業(yè)控制、車載電子、媒體播放，金融終端，游戲機(jī)等終端設(shè)備；也可適用于高校教學(xué)、嵌入式培訓(xùn)、個(gè)人研究學(xué)習(xí)和DIY等。ICOOL2416具有雙LCD接口、4線電阻觸摸屏接口、RJ4510/100M自適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口、2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)DB93線調(diào)試串口、USB2.0從接口、4路主USB1.1接口、3.5mm音頻輸出口和輸入口、標(biāo)準(zhǔn)AV端子(TV)輸出、TF卡座等常用接口；另外還引出4路TTL串口、1個(gè)20pinIO擴(kuò)展接口等；在板的還有時(shí)鐘電池、1個(gè)蜂鳴器、3個(gè)按鍵、4個(gè)原汁原味的模式選擇腳等等，這些都極大地方便了開發(fā)者的使用[2]。圖2.1ICOOL2416開發(fā)板外觀2.2ICOOL2416開發(fā)板硬件資源說明〔一〕CPU處理器SamsungS3C2416，ARM926，主頻400MHz，最高533MHz〔二〕DDRRAM內(nèi)存64MByteDDR2266RAM〔三〕FLASH存儲256M/512M/1GB/2GB/4GB/NandFlash〔標(biāo)配256MSLCNAND〕〔四〕聲卡Wolfson專業(yè)聲卡WM8960〔五〕LCD顯示CPU集成4線電阻式觸摸屏接口，可直接連接四線電阻觸摸屏,電容觸摸屏需I2C或者SPI模式,我們已經(jīng)在LCD接口上引出了I2C方便用戶擴(kuò)展用,配的7寸屏就是5點(diǎn)觸摸電容屏。支持點(diǎn)陣黑白、點(diǎn)陣灰度、CSTN、64K~1600KTFTLCD，尺寸從2.2寸到24寸，TFTLCD屏幕分辨率可以到1024x768象素；標(biāo)配7寸TFTLCD，分辨率800x480，帶5點(diǎn)觸摸電容屏；〔六〕標(biāo)準(zhǔn)接口資源1路SPI1路10/100M以太網(wǎng)RJ45接口2路DB9RS2323線串口(另有4個(gè)TTL電平串口引出)1路USB2.0從接口4路USBHost1.1接口1路3.5mm立體聲音頻輸出接口1路3.5mm單聲道音頻輸入接口2路8ohm喇叭接口(1W功率)1路TF卡座(最大支持容量32G)5V/2A直流電壓輸入6個(gè)自定義按鍵1路PWM控制的LCD背光調(diào)節(jié)1路PWM控制的蜂鳴器1路可調(diào)電阻的ADC檢測板載實(shí)時(shí)時(shí)鐘備份電池〔七〕外擴(kuò)接口資源4路串口座(DB92個(gè)加上4個(gè)2.0mm間距，白色直插式卡座)雙LCD接口(50pin0.5mmLCD接口和40pin2.0mm雙排座)1個(gè)20pin2.0mm雙排座IO接口1個(gè)20pin2.0mm雙排座GPIO接口〔八〕PCB規(guī)格尺寸底板尺寸：180x100(mm)核心板尺寸：80x55〔mm〕〔九〕操作系統(tǒng)支持Linux3.0.1+Qtopia-2.2.0+QtE-4.7WindowsCE.NET6.0(R3)標(biāo)準(zhǔn)接口資源3軟件開發(fā)平臺選擇與介紹S3C2416支持SD卡裸機(jī)啟動(dòng)這一特性，只要把目標(biāo)文件拷貝到SD卡中，便可在開發(fā)板上極快極簡地自動(dòng)安裝各種嵌入式系統(tǒng)(WindowsCE6.0/Linux等)。當(dāng)前，嵌入式操作系統(tǒng)的種類比擬多，其中Linux操作系統(tǒng)由于其開源特性和良好的穩(wěn)定性贏得了斐然的成績。嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)包一般括以下幾個(gè)局部：嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境的搭建，bootloader移植，Linux內(nèi)核移植，根文件系統(tǒng)的制作與移植，Linux的驅(qū)動(dòng)開發(fā)，應(yīng)用程序的開發(fā)[4]。3.1嵌入式Linux系統(tǒng)簡介對于高性能的嵌入式微處理器，為了能夠最大化的發(fā)揮其性能以及支持上層更加復(fù)雜化、高級的應(yīng)用開發(fā)，往往都需要有嵌入式操作系統(tǒng)的支持。嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的重要組成局部，它具有很強(qiáng)專用性，結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)需求進(jìn)行合理的裁減利用，能夠把底層硬件虛擬化并對資源進(jìn)行有效的管理。目前主流的嵌入式操作系統(tǒng)有嵌入式Linux、Vxworks、winCE等[5]。Linux最初是專門為基于Intel處理器的個(gè)人計(jì)算機(jī)而設(shè)計(jì)的。Linux的前身是由LinusTorvald維護(hù)開發(fā)的Unix操作系統(tǒng)的內(nèi)核。目前人們習(xí)慣性的用Linux來表示以Linux內(nèi)核為根底的整個(gè)操作系統(tǒng)。Linux操作系統(tǒng)是對群眾免費(fèi)的，源碼對公眾開放，降低了開發(fā)的門檻，同時(shí)其還具有內(nèi)核可裁剪、兼容Unix等特性，使其成為了嵌入式開發(fā)的首選。Linux操作系統(tǒng)主要具有以下優(yōu)勢：模塊化程度高；源碼公開；廣泛的硬件支持；平安性及可靠性好；具有優(yōu)秀的開發(fā)工具；有很好的網(wǎng)絡(luò)支持；與UNIX完全兼容。顧名思義，嵌入式Linux操作系統(tǒng)就是用于嵌入式系統(tǒng)中的Linux操作系統(tǒng)。將Linux用于嵌入式系統(tǒng)，并不是原封不動(dòng)的照搬，而需要根據(jù)具體嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)，有針對性的對Linux內(nèi)核進(jìn)行修改、裁剪和補(bǔ)充?？紤]到一般嵌入式系統(tǒng)的硬件資源有限，因此一般定制的嵌入式Linux系統(tǒng)的內(nèi)核都比擬小，小那么只有幾百K，大也只有幾M，加上文件系統(tǒng)、應(yīng)用程序等所占用的存儲空間也很小。嵌入式Linux系統(tǒng)雖小但卻是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，且具有多任務(wù)、多進(jìn)程的系統(tǒng)特征，因此在嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[6]。3.2嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境的搭建所謂的交叉開發(fā)就是指在PC機(jī)上進(jìn)行程序的編輯、編譯、調(diào)試，生成可執(zhí)行文件，然后燒寫到目標(biāo)系統(tǒng)中運(yùn)行、驗(yàn)證。嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境分為硬件環(huán)境和軟件環(huán)境。開發(fā)需要的硬件設(shè)備包括三個(gè)局部宿主機(jī)、目標(biāo)機(jī)和連接設(shè)備，宿主機(jī)就是裝有Windows操作系統(tǒng)的PC機(jī)，目標(biāo)機(jī)就是需要開發(fā)的設(shè)備，連接設(shè)備就是JTAG線、DB9串口線、網(wǎng)線、USB線等，主要用于宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間的通信。交叉開發(fā)的硬件環(huán)境僅需要一臺普通的PC機(jī)，主要是軟件環(huán)境的搭建。3.2.1嵌入式Linux交叉開發(fā)軟件環(huán)境的搭建嵌入式開發(fā)的宿主機(jī)一般為裝有Windows操作系統(tǒng)的PC機(jī)，因此在嵌入式Linux軟件開發(fā)之前首先需在PC機(jī)上安裝一個(gè)Linux操作系統(tǒng)。常用的方式有兩種：安裝雙系統(tǒng)；Windows系統(tǒng)中安裝虛擬機(jī)。3.2.2超級終端的配置超級終端主要是通過串口實(shí)現(xiàn)板卡與用戶之間的信息交流。用戶可以通過超級終端上的串口打印信息了解板卡的工作狀況，同時(shí)用戶可以在超級終端上輸入命令對處理器進(jìn)行操作。無超級終端也可使用終端仿真程序SecureCRT。3.3Linux操作系統(tǒng)移植基于S3C2416的Linux操作系統(tǒng)的移植方式為先從SD啟動(dòng)，然后依次燒寫U-boot、LinuxKernel、文件系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)Bootloader的移植，Linux內(nèi)核移植、文件系統(tǒng)的移植。3.4設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序其實(shí)就是Linux內(nèi)核的一局部，作為操作系統(tǒng)與嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)備之間的接口，直接與底層硬件打交道。設(shè)備驅(qū)動(dòng)為應(yīng)用層程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)，應(yīng)用程序可以把硬件設(shè)備當(dāng)作設(shè)備文件，像操作普通文件一樣對其進(jìn)行操作。Linux操作系統(tǒng)將設(shè)備分為三種根本類型：字符設(shè)備、塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備。字符設(shè)備是一個(gè)能夠像字節(jié)流一樣被訪問的設(shè)備，如串口、鍵盤、CAN總線等。系統(tǒng)中能夠隨機(jī)訪問固定大小數(shù)據(jù)片的設(shè)備稱作塊設(shè)備，最常見的塊設(shè)備如硬盤和Flash。Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)一般由幾個(gè)固定的功能模塊構(gòu)成：初始化模塊，用于向內(nèi)核注冊設(shè)備；卸載模塊時(shí)刪除設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的模塊；對相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行操作的功能函數(shù)模塊等。設(shè)備驅(qū)動(dòng)作為Linux系統(tǒng)的重要組成局部，其加載方式有兩種：靜態(tài)加載，即直接將設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序編譯到內(nèi)核中去，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)直接調(diào)用；動(dòng)態(tài)加載，即將設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序獨(dú)立編譯成模塊，系統(tǒng)運(yùn)行以后需要使用相應(yīng)設(shè)備時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)安裝。靜態(tài)加載意味著每一次修改驅(qū)動(dòng)程序都需要對Linux內(nèi)核進(jìn)行重新編譯下載，不是很方便，因此自己編寫的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一般采用動(dòng)態(tài)加載的模式，不僅可以節(jié)約系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間而且方便調(diào)試。典型應(yīng)用實(shí)例介紹4.1紙幣清分機(jī)紙幣清分機(jī)，也就是對紙幣的混點(diǎn)、面額、分版、正反面、新舊程度、真?zhèn)蔚确矫孢M(jìn)行鑒別或者清分的設(shè)備。更高級一點(diǎn)的紙幣清分機(jī)，還具有計(jì)數(shù)、計(jì)值、挑殘、ATM配鈔、多面值清分，以及高精度識別高仿假幣的功能。紙幣清分系統(tǒng)雖然同樣也包含圖像識別環(huán)節(jié)，但是與一般的圖像識別系統(tǒng)還是有顯著的不同。首先它要求必須有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，并對很多圖像特性的識別也同樣要有極高的準(zhǔn)確性[7]。硬件設(shè)計(jì)本實(shí)例主要講解基于S3C2416芯片的紙幣清分機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，主要工作流程包括：圖像傳感器采集紙幣圖像得到模擬信號，然后經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換和FPGA協(xié)調(diào)之后得到數(shù)字圖像，再經(jīng)由緩存后進(jìn)入到主CPU-S3C2416，通過圖像識別原理，實(shí)現(xiàn)其對面向、面值、新舊分級、破損程度等特征的一系列識別，最后將結(jié)果送至控制CPU，用來對識別結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的顯示和清分。其中大致包括以下幾個(gè)局部：主控模塊、圖像采集模塊、圖像處理模塊、檢測模塊、分析顯示模塊等，結(jié)構(gòu)大致如圖4.1所示。圖4.1紙幣清分機(jī)硬件架構(gòu)S3C2416清分機(jī)控制板是目前國內(nèi)外市場上基于S3C2416面向用戶開發(fā)的接口最為豐富、功能最為強(qiáng)大的一款開發(fā)板，而且底板可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行OEM調(diào)整設(shè)計(jì)。其硬件組成大致如圖4.2所示：圖4.2S3C2416清分機(jī)控制板硬件組成4.1.2軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)由第三章可知，不可能直接在嵌入式系統(tǒng)上安裝編譯器和鏈接器。因此只能選擇在通用計(jì)算機(jī)中安裝Linux系統(tǒng)，然后再進(jìn)行編輯和編譯代碼、鏈接程序，最后再將目標(biāo)程序加載到目標(biāo)板上進(jìn)行運(yùn)行。這一系列的工作，就需要在交叉開發(fā)環(huán)境中來完成。具體步驟如下：一、構(gòu)建嵌入式Linux系統(tǒng)〔1〕建立交叉開發(fā)環(huán)境〔2〕建立控制板BootLoader〔3〕移植Linux內(nèi)核〔4〕制作YAFFS根文件系統(tǒng)二、燒錄Linux到控制板〔6〕燒寫鏡像文件〔7〕設(shè)置U-BOOT環(huán)境變量〔8〕通過TFTP傳輸并寫入映像文件三、Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序〔9〕LINUX設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)〔10〕LINUX設(shè)備驅(qū)動(dòng)加載〔11〕LINUX設(shè)備驅(qū)動(dòng)測試四、系統(tǒng)啟動(dòng)〔12〕測試系統(tǒng)運(yùn)行情況4.2多功能公交車載終端系統(tǒng)使用三星ARM9處理器S3C2416，采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了公交車自動(dòng)語音報(bào)站、車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能調(diào)度、數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)裙δ?。整個(gè)系統(tǒng)主要由車載終端設(shè)備、GPRS網(wǎng)絡(luò)及控制中心組成[8]。硬件整體設(shè)計(jì)公交車的系統(tǒng)要求決定了車載終端的復(fù)雜性。本車載終端硬