基于WinCE／Linux系統(tǒng)的新一代嵌入式工控主板

1 背景與價(jià)值一減少用戶“階段0”的開發(fā)
    隨著嵌入式行業(yè)的發(fā)展，嵌入式的功能越來越復(fù)雜，嵌入式硬件從最初的SCU(Single Chip Microcomputer，只含CPU，無RAM、ROM)，MCU(Micro Controller Unit)到現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的SoC系統(tǒng)，嵌入式硬件經(jīng)歷了幾次比較大的變革。伴隨著嵌入式硬件性能的提升，嵌入式軟件也由最初的前后臺(tái)程序發(fā)展到使用小型操作系統(tǒng)(如RTX51、μC／OS—II等)；再到現(xiàn)在，各種大型操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用隨處可見，像Linux、WinCE、Vx—works等。然而要開發(fā)一個(gè)大型操作系統(tǒng)下的嵌入式系統(tǒng)，首先要對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行移植，而對(duì)于現(xiàn)在的一些大型操作系統(tǒng)，單移植工作就需要花費(fèi)工程師大量的時(shí)間，并且移植后的系統(tǒng)還會(huì)存在不穩(wěn)定因素。因此，越來越多的工程師選擇在現(xiàn)有的穩(wěn)定平臺(tái)上進(jìn)行二次開發(fā)，來開發(fā)大型嵌入式系統(tǒng)。這樣，平臺(tái)供應(yīng)商應(yīng)運(yùn)而生。
    EPC一8000系列嵌入式工控主板是由廣州致遠(yuǎn)電子有限公司開發(fā)的基于XScale PXA270處理器的PC／104嵌入式工控主板，產(chǎn)品架構(gòu)設(shè)計(jì)符合PC／104規(guī)范V2．5。該主板具有低功耗、高可靠性等特點(diǎn)，預(yù)裝正版MicrosoftWindows CE 5．O或Monta vista Realtime Linux嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。EPC一8000 PC／104嵌入式工控主板可在一40～+85℃溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種應(yīng)用需求。

2 提供豐富的軟硬件資源
    EPC一8000系列工控主板具有極好的穩(wěn)定性及豐富的接口。標(biāo)準(zhǔn)PC／104擴(kuò)展總線為用戶提供了極大的可擴(kuò)展性，即使是使用板載的軟硬件資源，也足以滿足絕大多數(shù)應(yīng)用的需求。
    從圖2中可以看出，系統(tǒng)僅需要一組+5 V的電源供電即可正常工作。在系統(tǒng)總線上，掛接有64 MB的SDRAM、2 MB NOR Flash、256 MB NAND Flash、CPLD(用于PC／104總線的時(shí)序變換)、lO／100M以太網(wǎng)控制器、CAN控制器、CF卡及UART擴(kuò)展芯片等。PXA270本身自帶的I2C總線上外掛一個(gè)RTC芯片，作為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘；在CPU的復(fù)位引腳上接有一個(gè)硬件看門狗，用于監(jiān)視操作系統(tǒng)的運(yùn)行；自帶的AC’97、LCD、USB、UART等接口都被加上驅(qū)動(dòng)電路或相關(guān)器件引出到主板邊緣，方便用戶使用。(注：虛線框內(nèi)的接口有無及接口個(gè)數(shù)依據(jù)的產(chǎn)品型號(hào)而定。)

3 像開發(fā)PC軟件一樣開發(fā)嵌入式系統(tǒng)
    EPC一8000系列工控主板預(yù)裝的Windows CE 5．O或MontaVista Realtime Linux操作系統(tǒng)為用戶屏蔽所有硬件細(xì)節(jié)，并為用戶提供一個(gè)強(qiáng)大的系統(tǒng)平臺(tái)，使你可以像開發(fā)PC機(jī)軟件一樣開發(fā)嵌入式系統(tǒng)，提高了用戶應(yīng)用程序的可移植性。
    EPC一8000系列工控主板使用與PC機(jī)幾乎一樣的集成開發(fā)環(huán)境，在WinCE下，用戶可以使用eMbeddedVisual C++4．O(與PC機(jī)的’Visual C++具有相同的開發(fā)環(huán)境和完全兼容的API，包括MFC)，以及Visual Studio2003、Visual Studio 2005等。圖3是使用eMbedded Visu—al C++4．O開發(fā)一個(gè)應(yīng)用程序界面的圖片?？梢钥吹剑胑Mbedded Visual C++4．O可以方便地開發(fā)應(yīng)用程序界面及編寫各控件的事件處理代碼。對(duì)于使用Monta一Vista Realtime Linux操作系統(tǒng)的EPC一8000系列工控主板，則使用大家熟悉的GCC作為編譯及開發(fā)環(huán)境。

4 特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
    (1)滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的苛刻要求
    產(chǎn)品出廠前均進(jìn)行(一40～+85℃)高低溫測(cè)試；電源板使用進(jìn)口電感，可靠性高，EMC達(dá)到4 kV；多級(jí)看門狗：硬件看門狗監(jiān)視操作系統(tǒng)運(yùn)行；系統(tǒng)看門狗監(jiān)視用戶應(yīng)用程序的運(yùn)行；多達(dá)5個(gè)RS232C串口，滿足多串口應(yīng)用的需求；板載接口齊全，無需擴(kuò)展即能滿足絕大多數(shù)應(yīng)用；板載電子硬盤，無需再購(gòu)買CF卡；用戶應(yīng)用程序可加密，有效防止盜版；板載CAN、RS485及iCAN、ModBus協(xié)議，大大降低成本；預(yù)裝正版操作系統(tǒng)，無需再購(gòu)買操作系統(tǒng)的費(fèi)用。
    (2)人性化的設(shè)計(jì)
    所有接插件具有防插反功能；用戶可方便更換開機(jī)logo；用戶可自由選購(gòu)觸摸屏、液晶屏；多種選配件，功能擴(kuò)展靈活多樣；提供大量軟件包，用戶二次開發(fā)快。
    (3)功耗極低。無需散熱片
    單5 V電源供電，典型電流值僅為500 mA。

結(jié) 語(yǔ)
    EPC一8000系列嵌入式工控主板順應(yīng)了當(dāng)前嵌入式發(fā)展的需要，滿足了當(dāng)前嵌入式行業(yè)高端產(chǎn)品的應(yīng)用需求，具有適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境應(yīng)用的所有特點(diǎn)。板載資源即可滿足絕大多數(shù)應(yīng)用的需求，并且為用戶提供了大量軟件包及示例程序，用戶在極短的時(shí)間里即可開發(fā)出高性能、高穩(wěn)定性的大型嵌入式系統(tǒng)。