一種基于嵌入式處理器PowerPC7447的顯示平臺設計方案

　　(1)GPU的主頻為250MHZ，支持圖形硬件加速，支持2D/3D硬件加速，硬件支持OpenGL圖形接口標準;

　　(2)芯片集成了四片DDR顯存，顯存容量共64MByte，位寬128位，時鐘頻率200MHZ;

　　(3)顯示外部接口支持LVDS、DVI、VGA、TV和并行LCD，分辨率支持800×600，1024×768，刷新頻率支持60Hz，像素點時鐘支持65MHz;

　　(4)提供PCI接口，支持PCI2.2，支持32位總線寬度，33M/66M總線頻率，支持3.3V總線信號環境。

　　M9顯示芯片提供兩路獨立的顯示輸出通路，支持1路LVDS視頻和1路XGA視頻信號輸出，可以滿足需求。硬件上支持三維圖形加速，軟件上支持GUI驅動接口。

　　2.2.1 接口模塊

　　接口模塊內各種I/O接口由模塊內的DSP處理器進行管理。接口模塊通過雙口存儲器與CPU模塊交換命令及數據。

　　3 軟件設計與實現

　　顯示平臺軟件的組成如圖3所示。

　　可視化系統的軟件由應用軟件、系統軟件和維護支持軟件組成。應用軟件實現地圖導航、近地告警、進近著陸、地圖漫游、數據管理和自檢等功能。系統軟件包括引導程序、操作系統、設備驅動程序和BIT程序。維護支持軟件包括集成開發環境(IDE)、燒錄和固化的在線編程等。

　　3.1 系統軟件

　　系統軟件用于支持可靠、方便地運行;開發、調試應用程序。系統軟件包括引導程序操作系統、設備驅動程序和BIT測試程序。

　　3.1.1 引導程序

　　硬件系統上電后首先執行引導程序，引導程序根據離散量的狀態進入不同的分支：地面調試、地面維護(數據加載)和空中運行。

　　3.1.2 操作系統軟件

　　操作系統軟件由以下功能模塊組成：

　　(1)任務管理。完成應用任務的管理，是操作系統內核的核心部分。具有創建任務、刪除任務、掛起任務、解掛任務、設置任務優先級等功能。

　　(2)時間管理。為應用系統的實時響應提供支持，保證整個系統的實時性、正確性，以提高整個嵌入式系統的實時工作能力。該模塊允許應用任務設置和讀取系統時間，允許應用任務睡眠一段時間或睡眠到某一時刻，完成系統計時和對任務時間片的計算。

　　(3)定時管理。完成系統的定時功能，在定時時間后調用相應的定時處理程序。

　　(4)中斷管理。完成響應中斷的一些必要處理，支持中斷嵌套時任務堆棧和中斷專用堆棧的切換。

　　(5)通信、同步、互斥管理。提供應用任務之間、任務與中斷之間的通信、同步和互斥機制，包括：消息隊列、信號量、異步信、事件、黑板、環形緩沖、標志集。

　　(6)存儲管理。提供可變大小數據塊和固定大小數據塊的管理。

　　(7)周期任務管理。提供對周期任務的支持;實現周期任務的創建、周期等待和重啟等控制功能。

　　(8)板級支持包(BSP)。BSP提供操作系統工作必須的硬件資源，包括時鐘管理、終端管理、以太網接口管理、串口管理、Flash讀寫、OpenGL驅動程序和OpenGL繪圖引擎驅動程序等。

　　3.1.3 驅動程序

　　驅動程序是硬件資源的驅動軟件，以驅動庫的形式供軟件設計人員調用，包括存儲器驅動、中斷管理驅動、總線驅動、顯卡初始化程序和OpenGL驅動程序等。

　　3.2 維護支持軟件

　　維護支持軟件包括：

　　(1)集成開發環境。為應用軟件研制人員提供一個開發、調試的環境，為系統綜合人員提供輸入環境、系統綜合的分析環境(可調度性、確定性等分析);

　　(2)在線編程軟件。燒錄和固化應用程序和系統程序的工具，實現綜合顯示系統的軟件維護和升級功能，可以在不拆卸設備的情況下完成設備軟件的升級。

　　4 結論和工作展望

　　基于PowerPC7447處理器的顯示平臺系統具有吞吐率高、實時性強、顯示性能優的特點。其豐富的接口方便用戶的應用和開發，性能及功能均能滿足用戶要求，并且在使用過程中穩定、可靠。顯示平臺的開發和實現具有非常重要的科研意義和工程應用價值。