1 系統構成

1.1 高性能的ARM9嵌入式微處理器

本設計選擇Cirrus Logic公司2004年7月推出的EP93XX系列中的高端產品EP9315。該微處理器是高度集成的片上系統處理器,擁有先進的200MHz ARM920T處理器并支持Linux、WindowsCE和其他許多嵌入式操作系統的存儲器管理單元(MMU)。它具有ARM920T內核所有的優異性能。與其他ARM9微處理器相比,EP9315具有以下特性:MaverickCrunchTM數學運算引擎,支持浮點、整數和信號處理指令；豐富的集成外設接口,包括PCMCIA、接口圖形加速器、可接兩組設備的EIDE、1/10/100Mbps以太網MAC、3個2.0全速HOST USB、專用SDRAM通道的LCD接口、觸摸屏接口、SPI串行外設接口、AC97接口、6通道I2S接口、8×8鍵盤掃描接口；支持4組32位SDRAM的無縫連接等。

配合Windows 嵌入式操作系統,系統開發效率高、運行穩定,為工業控制提供了可靠的系統平臺。基于定制的WinCE操作系統實現工業控制中應用模塊的專用驅動,提高了嵌入式系統的通用性。

1.2 系統主體結構

EP9315嵌入式系統總體結構如圖1所示。整個系統分為嵌入式系統、應用模塊(聲波檢測儀)和轉換模塊三部分。Cirrus logic公司為用戶提供了基于該處理器的全功能開發板。該開發板擴展了EP9315的所有功能,并可根據實際需求將全功能開發板的硬件進行裁減,從而降低成本。該開發板預留了標準PC104接口,可方便用戶開發應用。應用模塊也預留標準PC104接口,其中的I/O控制信號、數據線、地址線與EP9315嵌入式系統的PC104接口一一對應。而系統中的轉換模塊可保證嵌入式系統和應用模塊連接的穩定性。

EP935嵌入式系統主要由電源、32MB/64MB內存、LCD接口、警示LED、主USB、面板按鍵、CF卡接口、以太網接口和標準PC104接口組成。其中電源提供5V、、三種電壓輸出,分別給應用模塊、外設、CPU內核供電。內存為操作系統提供運行空間。其中嵌入式系統與應用模塊的I/O控制信號、數據線和地址線都引到標準PC104插座上,經轉換模塊處理后相接。采用PC104總線標準實現了嵌入式系統的各種應用目標。液晶顯示屏用于人機交互,警示LED直觀地顯示電源狀況。主USB支持U盤和USB鼠標鍵盤,CF卡作為大容量存儲器存放應用模塊的數據,用戶通過面板按鍵實現對整個系統的控制。

1.3 嵌入式系統板與應用模塊的連接方案

系統外接的應用模塊(SY5聲波檢測儀)采用51系列單片機控制數字模擬電路實現特殊功能。整個數字電路部分均為5V供電,模擬部分由5V及正負12V供電,采樣數據通過RS232串口傳給上位機進行數據處理。而EP9315、I/O口及外圍電路均為供電,管腳承受的最大電壓不超過。