【PLC工控板】给予ARM芯片的工控板

　　【PLC工控板】给予ARM芯片的工控板

　　在工控职业里，前些年一直是Intel的全国，可是ARM嵌入式微操控器技能的呈现给现代工业操控范畴带来了一次新的技能革命。嵌入式微操控器组成的体系，其明显的优势便是可嵌入到任何微型或小型仪器设备中。嵌入式体系在工控范畴的使用已越来越受到重视，跟着嵌入式体系的开展，呈现了许多新形式、新方法，皇华信息科技打破传统观念，基于ARM嵌入式优秀渠道，推出工业架构嵌入式中心板。

　　一 嵌入式体系界说与使用现状

　　对嵌入式体系的一种界说是"嵌入到对象体系中的专用计算机体系"，"嵌入性"、"专用性"与"计算机体系"是嵌入式体系的3个基本要素。嵌入式体系按形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、模块）、芯片级（MCU、SoC）。从界说中不难看出，当时较多使用的单片机规划与工控机规划也是一种典型的嵌入式体系使用。可是这种前期嵌入式体系在功用与价格上均存在一些缺陷。

　　1. 硬件选用单片机规划，软件选用汇编语言编写

　　选用这种规划方法，硬件本钱低，设备体积小。但由于程序选用汇编语言编写，软件灵活性、可扩充性、可移植性较差。一起，作为处理器中心的单片机芯片，无法供给高速率运算。跟着工业操控要求的不断提高，选用这一规划方法，不管在硬件或软件上都无法满意要求。

　　2. 硬件选用工控机、X86组织主板，软件选用VC++编写

　　选用工控机、X86组织主板作为硬件设备，既能供给处理速度，又适于恶劣的工作环境，物理稳定性好。软件选用VC++编写，可实现杂乱的软件功用，模块化、面向对象化的规划保证了软件体系的灵活性、可扩充性与可移植性。这种规划能很好地满意操控体系的要求，但本钱过高，体积过大，功耗过大。一般选用工控机、X86组织主板的硬件本钱是选用单片机本钱的10倍以上，并且机箱规划要考虑散热、防潮等要素，较为粗笨、不稳定要素繁多。

　　二 ARM嵌入式工业操控主板

　　1. 硬件

　　（1）ARM芯片

　　ARM处理器是一种16/32位的高功用、低本钱、低功耗的嵌入式RISC微处理器。ARM-cotex A8系列微处理器具有以下特色：5级整数流水线，指令执行效率更高；支撑32位ARM指令集和16位THUMB指令集；支撑32 位AMBA总线接口；全功用的MMU，支撑Windows CE、Linux等主流的嵌入式操作体系；支撑数据Cache和指令Cache，具有更高的数据和指令处理指令。

　　（2）ARM 工业主板

　　基于freescale的Cortex-A8的工业级处理器，可为工业操控、人机界面、仪表仪器等职业供给强壮的智能操控渠道。AM-i.MX53工业主板规范，选用8层PCB板高精度工艺，使其具有最佳的电气功用和抗干扰功用，AM-i.MX53集成了常见的嵌入式体系外围接口，如：10/100Mbps网络、串口、TFT-LCD、LVDS、VGA、USB Host/Device、音频、8x8键盘、AD、PMW、PATA/SATA、计数器、IDE、SD卡、CAN总线、RTC、看门狗等，ARM嵌入式主板不管从功用、稳定性、功耗、体积、本钱上来衡量，都具有很大的优势，在嵌入式体系使用中具有超卓的体现。

　　客户只需专心使用程序的开发而无须关注底层驱动程序。

　　2. 操作体系及开发环境

　　现在，嵌入式体系常用的操作体系有Linux2.6、Windows CE 6.0；开发环境有UC/GUI、Q/T。

　　（1）Linux

　　Linux是一种免费、开源的操作体系，因此其支撑软件多，可用资源丰富。现在将Linux的内核移植在其上，可使用更多的Linux功用。不管是关于企业服务器还是关于嵌入式体系，Linux 2.6 都是一个巨大的前进。对高端的机器来说，新特性针对的是功用改进、可扩展性、吞吐率，以及对 SMP 机器 NUMA 的支撑。关于嵌入式范畴，添加了新的体系结构和处理器类型——包括对那些没有硬件操控的内存管理方案的 MMU-less 体系的支撑。并且，和往常一样，为了满意桌面用户群的需求，添加了一整套新的音频和多媒体驱动程序，Linux 内核使用了由 Ingo Molnar 开发的新的调度器算法，称为O（1）算法，它在高负载的情况下执行得极其超卓，并且当有许多处理器时也能够很好地扩展；内核抢占补丁在2.5系列中就已经被打上，接下来在2.6中也会打。这将明显地降低用户交互式使用程序、多媒体使用程序等相似使用程序的推迟。这一特性对实时体系和嵌入式体系来说特别有用；从虚拟内存的视点来看，新内核融合了 Rik van Riel 的 r-map （反向映射，reverse mapping）技能，将明显改进虚拟内存在一定程度负载下的功用；更多功用还需您在后续的工作中切身体会。

　　（2）Windows CE

　　WinCE推出只要几年时刻，但现在已占据了很大市场份额。由于WinCE开发都是咱们熟悉的VC++环境，所以关于一般的开发人员都不会有多大难度，这也是WinCE容易被人们承受的原因。开发环境方便快速，微软的强壮技能支撑，使得WinCE开发难度远低于嵌入式Linux。此外，WinCE与WindowXP及Win2000的本家性，保证了本来在PC机上开发的程序可容易移植到嵌入式体系中。

　　（3）GUI

　　常见GUI有QT、UCGUI、MINI/GUI等，

　　Qt是 Trolltech的最早也是最有名的产品，它开始是作为一个跨渠道（Win32、Mac、Unix）的C++GUI库开发的，但跟着它的开展，其中增加 了一系列与GUI无关的库，如Xml、Socket、Thread等等， 现在Qt已经成为了一个通用的C++跨渠道类库，到了4.0版，更是将GUI部分 从中心库分离出来，以利于开发无GUI的服务程序；

　　UCGUI规划架构是模块化的，由不同的模块中的不同层组成，由一个LCD驱动层来包括所有对LCD的具体图形操作，UCGUI能够在任何的CPU上运转，由于它是100%的规范C代码编写的。

　　UCGUI能够习惯大多数的使用黑白或彩色LCD的使用，它供给十分好的允许处理灰度的色彩管理。还供给一个可扩展的2D图形库及占用很少RAM的窗口管理体系;

　　MiniGUI做为“嵌入式图形中间件”软件产品，是针对嵌入式设备，跨操作体系的图形界面支撑体系。通过十年的努力，MiniGUI已经成功使用在手持终端、机顶盒、工控、医疗及军工等职业。被各 大厂商认可并广泛选用，逐步成为嵌入式图形中间件范畴的工业事实规范，从技能架构上包括几个模块：输入笼统层（IAL）、输出笼统层（GAL）、消息模块、窗口模块、图形设备接口模块（GDI） 及MiniGUI组件等；

　　三 新式嵌入式体系开发的两种形式

　　1. 选用ARM工控板+linux操作体系规划

　　这种开发形式在当时十分盛行。ARM工控板功耗低、体积小、极高性价比。linux操作体系是一种开放性、免费操作体系。ARM工控板+linux操作体系是将功用与价格极优配置的一种开发形式。

　　但这种开发形式也有其缺陷。首要，关于没有相关开发经验的技能人员，熟悉ARM芯片与linux操作体系需求时刻花费，研制周期与研制费用值得考虑。第二，如果本来已选用工控机方法开发VC++的 使用程序，将它移植到linux操作体系工作量大。因此，这种开发形式适于做全新开发时选用。

　　2. 选用ARM工控板+WinCE操作体系规划

　　这是极便捷的开发形式，软件规划更简略。由于选用WinCE操作体系，软件的开发与一般PC机上的开发完全相同。如果原体系选用工控机规划已有老练可用的软件程序，只需将该程序安装在WinCE操 作体系下即可。这种形式关于旧体系的晋级更新十分适用，避免了重复劳动，也节约了研制本钱缩短了开发周期。并且，WinCE操作体系的价格十分低。与Windows2000/WindowsXP操作体系的购买成 本比较，几乎可忽略不计。

　　从研制视点，ARM工控板+WinCE操作体系形式无疑是极佳的选择。从出产视点，X86架构主板在价格上不及ARM芯片有竞争力，十分适于旧体系的晋级换代。

　　四 结束语

　　选用ARM芯片+linux操作体系形式，无疑在工控各个范畴都有着广阔的使用前景，平望科技将展示自己的悉数技能实力，供给优质的产品、完善的技能服务来满意客户的需求，您的需求便是咱们的动力，咱们将与您携手，共同开展！