智能采集設備仿真系統設計與實現
1.2 仿真系統體系結構
智能采集設備仿真系統由3層結構組成。體系結構如圖3所示。最底層是硬件部分,硬件核心控制器采用ARM9架構的32位CMOS微控制器,還有內存SDRAM、閃存FLASH以及通信接口硬件部分。中間層是系統層,它負責整個系統的資源調配,主要包含系統內核、硬件驅動程序,以及通信協議部分。最上層是運行仿真程序和CVM虛擬機的應用層,CVM虛擬機是運行仿真程序運行必不可少的部分,CVM具有完好的網絡功能,支持Java編寫的仿真程序。本文引用地址:http://www.104case.com/article/148397.htm
2 系統硬件設計
系統硬件部分主要由5個模塊組成如圖4所示。包括:協議處理模塊、電源電路模塊、網絡接口模塊、串行通信接口模塊和JTAG接口模塊。
協議處理模塊是系統的控制中心,任務調度、通信協議、功能協調都需要這個模塊的支持,該模塊具有較高的可靠性和穩定性。它由微控制器S3C2440AL-40,內存SDRAM,閃存NAND FLASH,NOR FALSH以及電源穩壓芯片構成。
網絡接口模塊采用DAVICOM公司的芯片DM9000。由于S3C24如AL-40芯片內部并沒有以太網的處理模塊,所以使用DM9000作為100 MHz的網
絡接口芯片。該芯片是一款完全集成的快速以太網MAC控制器,支持32位接口訪問內部存儲器。此外該模塊還有一個型號為H1102NL的網絡濾波器芯片,起到信號過濾、隔離的作用。串口通信模塊采用應用最廣泛的RS 232串口標準。JTAG接口模塊在系統軟件的移植和調試時起到重要作用,通過外部的JTAG調試電纜或仿真器與該系統連接。
系統中的協議處理模塊使用天嵌公司的TQ2440核心板,采用6層軍工布線設計,運行穩定。該模塊通過192個外圍引腳引出了S3C2440AL-40控制器的大部分功能。其他硬件電路選擇了天嵌TQ2440開發板底板的部分功能,根據其底板自主設計了仿真系統硬件部分。
2.1 電源電路模塊
S3C2440AL-40 CPU的內核供電電壓是1.25 V,I/O接口是3.3 V供電,在核心板上使用經過低噪聲、低壓差線性穩壓源MAX8860EUA穩壓芯片,為CPU內核提供所需電壓1.25 V。I/O接口使用的3.3 V電壓由穩壓芯片AS2815AR-3.3提供,仿真系統采用的輸入電源是5 V,經過穩壓芯片穩壓,可為系統提供3.3 V的電源。
2.2 網絡接口模塊
現如今很多智能采集設備都是采用網絡接口作為數據傳送通道,例如溫度采集設備DA100,MX100,DA100的采集模塊DS600或DS400也都是通過網口串聯的。網絡接口是仿真設備必不可少的接口。
DM9000芯片作為網絡通信的主芯片,它是100Mb/s自適應以太網芯片,采用的封裝是QFP-100P,支持16位數據總線寬度,具有低功耗的特性,有很強的數據處理性能。
它和微控制器的引腳連接如圖5所示,IOR,IOW分別為處理器讀寫信號;AEN為片選信號與NGCS4連接;IOWAIT引腳為處理器命令就緒信號,低電平時候說明上一條處理器命令還沒有結束,這條指令等待;LDATA(0-15)是16位數據總線、NRESET是復位信號;CMD是訪問類型信號,低電平訪問地址端口,高電平訪問數據端口;EINT7是外部中斷信號。
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