嵌入式系統在曙光4000A大規模機群監控系統中的應用

　　對于采集卡主芯片的選擇，由于需要支持TCP/IP網絡，需要支持IIC接口，同時還可以支持內存控制以及Flash控制器，因此選擇了三星公司的ARM芯片S3C4510B，該芯片采用ARM7TDI內核，32位RISC架構。對于嵌入式操作系統的選擇，uClinux具有免費、開源、可裁減性好、對TCP/IP網絡協議支持的較好并且穩定性高等優點，因此選擇uClinux作為嵌入式操作系統。同時由于IIC總線技術有連接簡單、數據傳輸速率高、高可靠性等優點，所以采集卡的主芯片和采集單片機使用IIC總線相連。

　　2.2 采集卡（多路器）的功能

　　采集卡的主要作用，一方面是從與每組節點機相連的采集單片機中通過IIC總線讀取節點機的信息，另一方面監聽自身的事先約定的端口，當有連接請求并收到發送數據的命令后送出從采集卡中讀取的數據。硬件上已經有了IIC和網絡接口，軟件方面，可以從網上資源中獲取S3C4510B芯片的IIC控制器和網絡驅動程序，然后集成到uClinux嵌入式操作系統中。此外還需要一段采集程序實現系統的主要功能。

　　采集程序根據系統需要的功能，分為兩個部分，一部分定時從IIC總線讀取數據，另一部分監聽某個約定端口、收取命令并發送數據。這兩個部分分別由兩個線程來執行。兩個線程共享同一塊數據緩沖區。線程一通過IIC總線讀取采集卡中的數據，寫入緩沖區中，線程二一方面讀取緩沖區中的數據發送，另一方面在發送完畢后，把已經發送了的緩沖區填寫為無效數據。由于數據緩沖區屬于臨界區域，這兩個線程在使用緩沖區的時候要嚴格互斥。

　　程序的主體結構如下：

　　read_iic（）｛ //線程一運行的函數

　　打開iic設備;

　　while（1） ｛

　　讀取iic設備的數據;

　　寫入全局緩沖區中;

　　休眠一定的時間;

　?。?p>　?。?p>　　send_data（） ｛ //線程二運行的函數

　　綁定本地端口;

　　監聽本地端口;

　　while（1） ｛

　　收到命令;

　　發送全局緩沖區中的數據;

　　填寫無效數據;

　　｝

　?。?p>　　main（） ｛

　　初始化全局緩沖區;

　　創建線程一;

　　創建線程二;

　?。?p>　　2.3 運行情況以及發展方向

　　在實際運行1周后，曙光4000A大規模集群監控系統運行狀況良好，其中采集卡功能良好，在規定的延遲內數據傳輸流暢，沒有出現數據漏傳、丟失等現象，說明監控系統中的嵌入式系統運行很穩定，發揮了預期的作用。

　　在將來的監控系統升級工作中，可以考慮在這個采集卡中加入嵌入式數據庫技術，把收到的數據存儲起來，并且和uClinux提供的Web服務結合，在Web服務中顯示監控系統的數據，這樣就可以在任何一臺機器上以瀏覽網頁的形式監控整個集群，從而節省了監控節點的開銷，提高了采集卡的利用率。

三：結束語

　　嵌入式系統體積小、靈活性高，已經被應用到各行各業，例如汽車、家電、航空、精密儀器等等。本文介紹的嵌入式系統在曙光4000A大規模機群監控系統中的應用，結合了ARM技術、IIC總線技術，采用了uClinux嵌入式操作系統，體積小、可擴展性好、成本低，數據流向清晰明確，現在已經作為配套產品提供給用戶。