分析AT91RM9200在嵌入式税控POS系统中的应用

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                    　　1 引 言
　　嵌入式POS是基于嵌入式操作系统的全新POS硬件平台，以其成本低廉、维护简捷以及版权优势，受到众多商家青睐。税控POS产业作为我国双金工程的一支强有力的生力军，备受国人关注。但现有的税控POS方案总体技术含量较低，造成目前各商家的产品基本已趋于同质化的结果。分析发现，有来自企业自身的自主创新能力缺乏，也有来自产业链的上下游厂商配合力度不够，甚至还有来自我国相关行业法律法规的相对滞后以及不够完善。所有的这些问题，都严重影响着我国税控POS产业的发展。
　　2 方案需求分析
　　对于一个目标系统应用的方案选型，主要考虑如下几方面：
　　① 不论从硬件实现角度还是从软件实现角度来看，税控POS系统都是非常复杂的体系。不同于通常的POS终端，税控POS系统不但要满足如今社会信息化的各种要求，还要能满足我国现阶段对税源监控的严格要求。
　　② 嵌入式ARM处理器集成度等方面的独特优越性和相对低廉的价位，也是我们选择用它来实现税控POS系统的重要根据。
　　③ 嵌人式税控POS系统是一套智能且复杂的税控体系，很难再用单片机那样功能单一的处理器来实现。
　　3 方案设计与实现
　　3.1 系统设计架构与性能参数
　　AT91RM9200是一款最具代表性的基于ARM920T核的嵌人式处理器，其总线架构接口模式如图1所示。



??? AT91 RM9200不但性能卓越，同时价格相对低廉，而且还是一款工业级微控处理器；集成度十分高，几乎囊括了嵌入式应用领域内的各种主流接口。另一个重要因素，是方案应用定位。此税控POs方案于设计之初，就已充分考虑了方案定位的典型性和普适性。作为嵌入式领域内的应用系统设计，应充分考虑系统应用的具体需要，充分利用软硬件本身已有的各种资源，合理地定位系统选型。
　　表1为系统的性能参数。






　　3.2 系统软硬件构成及实现
　　（1） 硬件构成
　　硬件设计上，在核心处理器AT91RM9200的基础上，外扩了各种接口的专用芯片，如图2所示。



　　其主要实现接口如下：
　　①税控专用接口：税控器的专用通道，是专为税务部门有效控制税收来源而设计和预留的；其灵活的模块化设计，极大地方便了税控器的功能升级和维护。
　　②网络接口：具有智能纠错功能的10／100 MHz自适应的高速以太网口设计，保证了数据传输的高效性和实时性。
　　③标准串行接口：提供3个2线串口、1个4线串口和1个8线串口来支持多种外设。
　　④存储卡接口：丰富的各类存储卡接口，包括USB HoST、USB Device、CF卡和 IDE硬盘等，可以实现大容量数据存储。
　　（2） 软件构成
　　采用的是一套标准的嵌入式Linux系统——ARM—Linux，其构件包括U boot（Boodoader）、zImage（Kernel）和Ramdisk（Filesystem）3个主体部分。其中：
　　①Bootloader:系统启动时第一时间执行的一段代码；在功能上类似PC机上的BIOS系统。应用系统主要靠它来完成系统的安装和调试等任务；在整个系统设计过程中，BootLoader是与具体硬件结合最紧密的部分，其实现主要为汇编语言。
　　②Kernel：整个应用系统的核心，它负责统一调度和管理系统上的所有资源；系统启动过程中，继引导代码之后进一步初始化外设和系统配置。
　　③Filesystem：ARM—Linux系统下的重要组成部分，可以简单理解为系统下各种文件的有机组织结构；一般包台系统以及其上应用程序运行时所需的各种库文件和资源文件。
　　以上3部分的有机结合便构成了一个完整的ARM—Linux操作系统。
　　3.3 方案价值与特点
　　①高度安全性：首先，该方案在应用上是系统级的，整个系统设计把上层应用纳入系统一级实现的；其次，操作系统上选择了以安全性着称的Linux系统实现，再结合ARM处理器的各种数据保护机制的使用，有效地保证了税控POS在数据采集、存储和传送等过程中的高度安全性。
　　②稳定健壮性：采用最主流的ARM9处理器AT9lRM9200，主频为200 MHz，性能高，功耗低，内置资源丰富，外围电路设计简单，保证了生产的方便和稳定。
　　③扩展灵活性：通过内置的两个USBHost接口为产品的后续升级提供高度的扩展性，例如USB无线网卡和LISB键盘、鼠标等输人设备。
　　④多种存储方式：提供扩展FLASH存储，并支持IDE硬盘、电子盘、CF卡和U盘等存储卡。
　　⑤多种通信方式：提供100 MFIz以太网，吞吐量可达60 Mbps以上。支持普通Modem拨号、GPRS／CDMA拨号和ADSL拨号上网。
　　⑥普适通用性：支持多种LCD屏及VGA显示器，包括黑白屏和TFT真彩屏；分辨率可支持640×480以上，并支持触摸屏（800×600），满足多种POS机的应用需求。
　　⑦界面可自定义：提供基于嵌入式Linux操作系统的丰富的软件资源，例如各种GUI API供客户定制自己的u1界面；甚至产品外壳也可设计得非常小巧、精致。
　　⑧操作简易方便：支持PS2，以及USB标准键盘、鼠标，自定义小键盘以及触摸屏等。
　　4 税控POS发展趋势
　　各种嵌入式税控POS不断推陈出新，具有无线功能的手持终端POS也已开始应用。随着我国网络纳税的兴起，嵌有功能更强大的并网纳税管理系统的税控POS产品将会发展起来。届时整个税控POS系统不再是单一的POS终端，而是一套网络化、系统化、智能化的税控P0S设备。
　　5 结束语
　　目前，此方案已通过国家相关部门的严格测试和认证，并已实现量产。事实证明，基于ARM结构体系的嵌入式税控POS解决方案，优势是十分明显的，同时也是十分成功的。