基于EPM7312的新型嵌入式系统的实现

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随着以计算机和软件为核心的数字化技术的迅速发展，多媒体技术与Internet 的应用迅速普及。计算机﹑通讯﹑消费电子一体化的趋势日趋明显。作为新型智能3C合一的嵌入式系统与技术进入智能化﹑网络化的发展阶段。
所谓嵌入式系统，即将应用程序和操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。简而言之即软硬件一体化。这种系统具有小巧灵活﹑性价比高﹑自动化高﹑实时性强﹑专业性强等特点。嵌入式系统适合应用于人类工作与生活的各个领域，最为典型的应用有机顶盒﹑数字应用﹑WebTV﹑ATM/POS机﹑多媒体手机﹑袖珍电脑﹑车载导航器﹑航空电子等等。嵌入式技术已经深入人类生活和工作的方方面面，在娱乐，军事方面也有强大的应用潜力。
全球有四大操作系统：WinCE﹑Palm OS﹑EPoc和Linux以稳定﹑高效﹑易制定﹑易裁减﹑硬件支持广泛的特点，结合其免费﹑开源的特征在嵌入式操作系统中的地位越来越重要。越来越多的嵌入式，包括PDA﹑机顶盒﹑WAP手机等系统不仅仅要求高性能高可靠性的图形显示界面支持，而且要求提供全功能的Web浏览器。包括HTML支持,JavaScripe支持，甚至包括Java虚拟机的支持。本文所介绍的系统是一个拥有图形界面，支持嵌入式浏览器的arm Linux系统。
1嵌入式系统结构
基于EP7312的嵌入式系统分为软件和硬件两大部分。硬件是自主开发的EB7312-B嵌入式开发系统。软件由arm Linux﹑Microwindows和ViewML三部分组成。如图1。

图1 嵌入式系统结构
1．1 EB7312-B
EB7312-B所采用的CPU是Cirrus Logic公司出品的EP7312。EP7312由一个32位精简指令集微控制器及片上外围所组成，是专门用于PDA﹑Internet设备﹑移动电话和手持设备等设计成超低功耗和高性能的微处理器。EB7312-B的核心逻辑部是ARM720T处理器，由arm7TCMI CPU核模块﹑内存管理单元﹑写缓冲器模块和8K独立的指令数据高速缓存组成。内存管理单元兼容WinCE和Linux。其他功能块有内存控制器；48KB的片上SRAM.（LCD控制器和一般应用共用）； 内存32MB SDRAM，16MB Flash；两个全双工的UART(16550型)；10M以太网卡CS8900A；彩色320X240 LCD，EP7312本身并不直接支持彩色LCD，它是通过微小的外部逻辑和对LCD驱动器的一个轻微的改动来实现对彩色的支持； 83键ASCII键盘。

图2 ViewML体系结构
1．2 arm Linux
ARM Linux是一个将Linux内核移植到各种基于arm处理器的目标系统的项目。由Russell Kingrmk@arm.linux.org.uk主持。已经为超过100多种不同的目标系统成功完成了移植工作。这里所移植的Linux内核是Linux-2.4.24,ARM Linux补丁是2004年2月发布的Linux-2.4.24-vrs1。在移植过程中，重点工作是启动程序的实现和arm Linux下针对具体的硬件环境桢缓冲设备驱动程序的设计。
启动程序的主要步骤为：设置入口指针，设置中断向量，设置和初始化RAM，初始化至少一个窜行端口，检测CPU类型，初始化堆栈和寄存器，初始化存储器系统，设置内核相关列表，呼叫内核镜像。需要特别注意的是在设置CPU寄存器时，r?0 为0,r2 为检测出的CPU型号号码，MMU关闭，指令Catch打开，数据Catch清空后关闭。
Framebuffer是一个提供显示内存和显示芯片寄存器从物理内存映射到进程地址空间中的设备，其驱动程序主要依靠三个数据结构：fb_info﹑fb_var_screeninfo﹑fb_fix_screeninfo。fb_info结构只能在内核空间访问，其内部定义了struct fb_ops，结构fb_ops的成员即framebuffer的一系列操作函数。帧缓冲设备的驱动主要就是编写这些接口函数。fb_var_screeninfo和fb_fix_screeninfo定义视频板卡的硬件特性。如显存大小﹑每行显示位数﹑分辨率等与特定硬件相关的特性。帧缓冲驱动程序首先调用register_framebuffer注册一个framebuffer设备，后在Linux/drivers/video/fbmem.c中登记初始化函数。所有帧缓冲驱动程序的ioctl调用由fbmem.c统一实现。