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2 虚拟仪表硬件设计
虚拟仪表的硬件结构图如图2所示。虚拟仪表的核心处理器采用arm1176JZF-S核的S3C6410芯片，其主频最高可达到667MHz,内部继承了强大的多媒体处理单元，带有3D图形硬件加速器，并支持2D图形图像的平滑缩放等操作，有利于为用户提供高灵敏度的汽车状态动态显示；外接256 MB SDRAM 和2GBNANDFLASH;串口连接信号转换处理模块，转换处理模块内部集成CAN-RS232转换器及24位的A/D转换器LTC2414,接收相关传感器采集的各种汽车状态信号，并经过处理后，将处理完成的数据上传至处理器；外接LCD模块采用8寸TFT液晶显示屏，处理器内部集成的LCD控制器信号线经过驱动电路后即可连接LCD模块，为虚拟仪表显示提供了硬件平台；外接由语音芯片组成的报警模块，在必要的时候可以由处理器驱动报警模块以语音的形式向驾驶员提示报警。
图2 虚拟仪表的硬件结构图 3 虚拟仪表软件设计
本系统采用嵌入式Linux作为操作系统，在Linux平台下编写虚拟仪表的驱动程序和应用程序，采用QT/embedded设计虚拟仪表软面板。应用程序的主要功能有，当接收到各个经转换处理的传感器采集到的信号后，将其有用的数据提取并加以存储，然后调用仪表显示程序，将需要显示的内容显示到不同的虚拟仪表盘中，同时并行判断各项参数是否正常，若出现异常则调用语音报警程序和显示程序提示报警。虚拟仪表软件结构图如图3所示。虚拟仪表软件开发主要有2个内容：开发环境的搭建、虚拟仪表应用程序的设计。
图3 虚拟仪表的软件结构图 3.1 开发环境的搭建
为了开发满足功能的应用程序，本文采用的软件开发环境是Vmware WorkStation 7虚拟机和Fedora 13操作系统，在此环境中安装交叉编译器arm-linux-gcc 4.5.1,用来完成包含相关驱动程序的虚拟仪表系统内核、QT库和应用程序的编译；编译安装QT/Embedded库，用来支持虚拟仪表人机交互界面程序的开发并生成虚拟仪表系统中需要的QT库文件；编译Tslib触摸屏库，为虚拟仪表系统添加触摸屏支持；在Fedora13系统中安装QT Creator软件，用于完成虚拟仪表系统应用程序的开发；移植嵌入式设备的系统引导程序U-boot;编写硬件平台相关驱动，然后裁剪编译Linux2.6.10内核并在其中加载已编译的相关驱动；制作硬件平台需要的根文件系统，在其中移植已配置、编译过的tslib库和QT/Embedded库。 |
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