基于EP7312的嵌入式系統軟硬件開發

　1 前言

　　所謂嵌入式系統，即將應用程序和操作系統和計算機硬件集成在一起的系統。簡而言之即軟硬件一體化。這種系統具有小巧靈活p性價比高p自動化高p實時性強p專業性強等特點。嵌入式系統適合應用于人類工作與生活的各個領域，最為典型的應用有機頂盒p數字應用pWebTVpATM/POS機p多媒體手機p袖珍電腦p車載導航器p航空電子等等。嵌入式技術已經深入人類生活和工作的方方面面，在娛樂，軍事方面也有強大的應用潛力。

　　全球有四大操作系統：WinCEpPalm OSpEPoc和Linux以穩定p高效p易制定p易裁減p硬件支持廣泛的特點，結合其免費p開源的特征在嵌入式操作系統中的地位越來越重要。越來越多的嵌入式，包括PDAp機頂盒pWAP手機等系統不僅僅要求高性能高可靠性的圖形顯示界面支持，而且要求提供全功能的Web瀏覽器。包括HTML支持,JavaScripe支持，甚至包括Java虛擬機的支持。本文所介紹的系統是一個擁有圖形界面，支持嵌入式瀏覽器的ARM Linux系統。

　　2嵌入式系統結構

　　基于EP7312的嵌入式系統分為軟件和硬件兩大部分。硬件是自主開發的EB7312-B嵌入式開發系統。軟件由ARM LinuxpMicrowindows和ViewML三部分組成。如圖1。

　　圖1 嵌入式系統結構

　　2.1 EB7312-B

　　EB7312-B所采用的CPU是Cirrus Logic公司出品的EP7312。EP7312由一個32位精簡指令集微控制器及片上外圍所組成，是專門用于PDApInternet設備p移動電話和手持設備等設計成超低功耗和高性能的微處理器。EB7312-B的核心邏輯部是ARM720T處理器，由ARM7TCMI CPU核模塊p內存管理單元p寫緩沖器模塊和8K獨立的指令數據高速緩存組成。內存管理單元兼容WinCE和Linux。其他功能塊有內存控制器;48KB的片上SRAM.(LCD控制器和一般應用共用); 內存32MB SDRAM，16MB Flash;兩個全雙工的UART(16550型);10M以太網卡CS8900A;彩色320X240 LCD，EP7312本身并不直接支持彩色LCD，它是通過微小的外部邏輯和對LCD驅動器的一個輕微的改動來實現對彩色的支持; 83鍵ASCII鍵盤。

　　圖2 ViewML體系結構

　　2.2 ARM Linux

　　ARM Linux是一個將Linux內核移植到各種基于ARM處理器的目標系統的項目。由Russell Kingrmk@arm.linux.org.uk主持。已經為超過100多種不同的目標系統成功完成了移植工作。這里所移植的Linux內核是Linux-2.4.24,ARM Linux補丁是2004年2月發布的Linux-2.4.24-vrs1。在移植過程中，重點工作是啟動程序的實現和ARM Linux下針對具體的硬件環境楨緩沖設備驅動程序的設計。

　　啟動程序的主要步驟為：設置入口指針，設置中斷向量，設置和初始化RAM，初始化至少一個竄行端口，檢測CPU類型，初始化堆棧和寄存器，初始化存儲器系統，設置內核相關列表，呼叫內核鏡像。需要特別注意的是在設置CPU寄存器時，r¬0 為0,r2 為檢測出的CPU型號號碼，MMU關閉，指令Catch打開，數據Catch清空后關閉。

　　Framebuffer是一個提供顯示內存和顯示芯片寄存器從物理內存映射到進程地址空間中的設備，其驅動程序主要依靠三個數據結構：fb_infopfb_var_screeninfopfb_fix_screeninfo。fb_info結構只能在內核空間訪問，其內部定義了struct fb_ops，結構fb_ops的成員即framebuffer的一系列操作函數。幀緩沖設備的驅動主要就是編寫這些接口函數。fb_var_screeninfo和fb_fix_screeninfo定義視頻板卡的硬件特性。如顯存大小p每行顯示位數p分辨率等與特定硬件相關的特性。幀緩沖驅動程序首先調用register_framebuffer注冊一個framebuffer設備，后在Linux/drivers/video/fbmem.c中登記初始化函數。所有幀緩沖驅動程序的ioctl調用由fbmem.c統一實現。