基于ARM和Linux通用工控平台设计与实现

　　本文针对嵌入式系统的特点，以高性价比的32位ARM嵌入式处理器AT91RM9200为硬件核心，搭建了通用工控硬件平台，在此平台上移植嵌入式Linux *** 作系统和图形界面开发环境MiniGUI。以此通用工控平台为基础，可以方便地构建工程应用所需的绝大部分自动测控系统。其应用无论是在性能还是在成本方面都极具竞争力，这预示着本平台具有较好的应用前景。

　　本工控平台在硬件上，选择ATMEL公司的AT91RM9200微处理器，并对其最小系统及外围部件进行设计，以适应当前工控现场更加丰富的技术要求，并结合工业测控Modbus协议，扩展多种通信接口，满足用户的通信需求。与此同时，选择嵌入式Linux *** 作系统为测控软件的开发提供了性能优良软件平台。

　　通用工控硬件平台设计

　　1 AT91RM9200微处理器最小系统构成

　　最小系统是保证微处理器可靠工作所必需的基本电路。基于AT91RM9200微处理器的最小嵌入式系统由微处理器AT91RM9200、电源电路、晶体振荡器电路、复位电路、JTAG接口、存储器模块、串行调试接口等电路组成。至此就具备了设计开发一款基于ARM微处理器的通用工控平台的硬件基础。

　　2 硬件平台外围接口电路

　　利用AT91RM9200丰富的内置外设，可以方便的扩展外围接口，如表2所示。

　　3 硬件平台用户接口

　　系统对外提供一个2*32针的标准3U插槽，共64针。3U插槽专门设计用于便携式应用，特别适合作为一体化的移动控制器用于工业测控、产品线、运输系统和交通控制系统的应用。

　　4 硬件平台结构

　　根据上述对AT91RM9200最小系统及各外围部件的设计，最终构成以AT91RM9200微处理器为硬件核心的通用工控硬件平台，如图1所示。

　　图1 通用工控平台硬件结构

　　通用工控软件平台设计

　　1 基于ARM硬件平台搭建Linux *** 作系统

　　ARM-Linux开发环境搭建

　　建立以嵌入式Linux为 *** 作系统的工控平台的开发环境和在Windows下安装虚拟机Linux环境的软件的开发环境，嵌入式Linux内核编译、应用程序编译都在该虚拟机完成。为了提高开发效率，以虚拟机中安装的Linux为服务器，通过Windows客户端使用Telnet或SSH登录服务器，服务器可自由在客户端中下载必需的开发工具及软件，调试应用程序时，可以先在PC的Linux环境下进行模拟，然后通过DEBUG调试串口下载在目标平台下。这种开发环境的优点是只需要一台计算机就可以真实的模拟Linux，具体过程如图2所示。

　　图2 开发环境