关于ARM的嵌入式网络化仪表的设计

　　在传统意义上，仪表仅仅是作为一个测量、数据处理、显示结果的工具而被人们所认识。网络化仪表是适合在远程测控中使用的仪表。它是计算机技术、网络通信技术与仪表技术相结合所产生的一种新型仪表。文中设计了一种以AT91RM9200 为控制器的网络化仪表，并且将Web 服务器嵌入其中，使得远端客户通过 Web 浏览器就可以访问该仪表。

　　1 网络控制器设计

　　作为一个基于嵌入式技术的Internet 系统至少应该包含以下几部分内容：以太网物理层接口单元、TCP/IP 协议栈和中央处理单元。

　　1.1 嵌入式处理器

　　嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件。在设计嵌入式系统时，嵌入式处理器的选择是非常重要的环节。综合考虑了价格、性能、集成度和功能、设计支持及开发工具的支持等因素，以及应用中对于以太网和 UART接 口 功 能 的 要 求 以 后 ，经 过 比 较 选 择AT91RM9200 工业级芯片作为网络化仪表的嵌入式处理器。

　　1.2 以太网接口

　　虽然 AT91RM9200 芯片没有提供物理层接口，但其内部集成有网络控制器EMAC，它是介质访问控制层(MAC)的硬件，位于 0SI 参考模型中物理层和逻辑链路控制层之间，集成了 DMA 管理所需的逻辑控制和收 发FIF0，并依照 IEEES02.3u 规定的数据帧格式控制主机和物理层之间的信息交换。

　　2 监控管理软件设计

　　软件设计部分主要完成数据采集、数据交换、数据处理、数据查询及显示、报表生成和维护管理员操作等功能;同时向第三方程序提供接口，可根据需求进行软件升级等功能，方便资源管理，最终生成运行稳定可靠的应用系统。其设计工作主要包括嵌入式操作系统的移植、Web 服务器的设计等。

　　2.1 嵌入式操作系统设计

　　本设计中的操作系统选择目前广泛应用的嵌入式C1inux。嵌入式 C1inux 具有高度可灵活定制内核，保持了Linux 的特性：源代码公开、稳定、可裁减大小等等。

　　以及沿用了 Linux 可配置内核的特性，可以根据所要实现的内核功能对其进行重新配置。其体系结构如图 1 所示。

　　Boot Loader：负责 Linux 内核的启动，它用于初始化系统资源，包括 SDRAM。

　　内核初始化：Linux 内核的入口点是Start-kerne1 函数。它初始化内核的其他部分，包括捕获、I RQ 通道、调度、设备驱动、标定延迟循环，最重要的是能够 fork"init"进程，以启动整个多任务环境。

　　系统调用函数/捕获函数：在执行完"init"程序后，内核对程序流不再有直接的控制权，此后，它的作用仅仅是处理异步事件(例如硬件中断)和为系统调用提供进程。