基于XScale處理器的天線控制系統的設計

　　天線控制系統功能復雜、任務繁多，且各個任務之間需要進行信息交流，彼此聯系，互為因果。利用多任務機制對各個功能進行管理調度，保證了系統的實時性和可靠性。

　　對本系統而言，任務劃分實際上就是對天線控制系統的工作流程做一個分解，使其每一動作都對應在一個任務中實現，由動作的執行順序確定多任務中每一任務的優先級。系統進入開機狀態后，通過選擇輸入衛星參數（衛星參數信息固化在程序中），系統開始初始化。通過串口提取GPS提供的有用信息，通過姿態解算計算出天線的初始對星角度，并在基準確定的基礎上進行角度修正，通過嵌入式控制系統驅動完成初始對星。在對星狀態完成之后，開始進行電平搜索，得到準確的天線指向并鎖定該位置，之后系統進入自動跟蹤狀態，同時陀螺進入閉環工作狀態。

2.3 Windows CE移植

　　引導加載程序（Boot Loader）是在操作系統內核運行之前運行的一段小程序。雖然在Boot Loader中并不嚴格規定如何獲得操作系統映像，但絕大多數Boot Loader都會從開發機下載映像到目標機，然后把映像放到內存里執行。在所有下載映像的Boot Loader中，通過以太網進行下載的Boot Loader占絕大多數，稱為Etherent Boot Loader，簡稱EBoot。在本系統中，EBoot主要有以下功能：

　　1、初始化目標硬件設備，包括初始化內存、中斷控制器、時鐘和MMU等；

　　2、控制啟動過程，提供簡單的菜單與用戶交互，讓用戶選擇啟動過程；

　　3、下載并執行操作系統映像。

　　總體而言，EBoot的唯一目標就是加載并執行操作系統映像。因此，Boot Loader必須在OS被下載前就先安裝在目標機上，并與Platform Builder交互。

　　在ARM/ XScale系統中，我們使用JTAG將Boot Loader程序燒寫到Flash存儲器中，待系統加電或重置時自動執行。

　　2.4 軟件開發與調試

　　基于Windows CE設備的開發過程是由不斷修改、增加配置特征、構建、下載、調試等組成的一個遞歸開發過程。每當在Platform Builder中添加或修改一個特征時，都必須重新構建操作系統映像，并將它下載到目標設備硬件上進行執行和調試。一旦完成操作系統配置，我們就可以利用Platform Builder提供的導出SDK工具，為應用程序開發者導出一個定制的SDK，應用程序將導出的 SDK安裝到eMbedded Visual C++ 4.0后，就可以為特定的硬件平臺開發應用程序，并在特定硬件上進行調試和測試了。

　　在天線控制系統工作原理的基礎上，采用多線程、分時共享技術，根據任務規劃流程建立多任務和用戶應用程序，具體劃分如下模塊：用戶界面線程、信號采集線程、數據處理線程、初始對準線程、動態跟蹤線程、狀態判斷線程、衛星搜索線程、穩定控制線程。相關算法集合在各個任務之中。

　　軟件移植主要包括Windows CE操作系統內核代碼定制、裁剪，實現其核心代碼在XScale處理器上的移植，針對系統實際需求對Windows CE進行操作系統本身的功能擴展，并移植到硬件平臺，實現天線的每一步具體動作。主要實現“陀螺閉環穩定+程序跟蹤+步進跟蹤”控制跟蹤方案的算法實現與優化，并把用C++語言實現的控制程序移植到XScale處理器上，最后基于Windows CE建立完整實用的RTOS對天線控制系統進行控制。

　　3 結束語

　　基于Intel XScale PXA255處理器作為硬件設計、移植Windows CE操作系統并在天線控制系統整體方案的基礎上，開發了天線控制系統的多任務軟件系統。整個系統的模塊化設計，為日后的擴展、移植和維護工作提供了方便。同時表明，應用嵌入式實時操作系統Windows CE開發天線控制系統軟件能夠有效地降低軟件設計的復雜度，顯著提高軟件的可靠性和運行效率。該設計方案在實際中有很好的應用前景。