嵌入式系统开发要素的选择分析（2） 计算器, 电子产品, 英汉互译, 嵌入式, 结构图

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5 应用实例解析 　　在详细讨论了嵌入式系统开发中的几个关键因素后，下面具体阐述这些因素在工作中的具体体现。图2是个人数字助理PDA和寻呼机二合一的手持式电子产品结构图。 　　该产品的基本功能包括： 　　① 个人数字助理——科学计算器、英汉互译辞典、电话号码簿、记事日程表等; 　　② 交通信息——列车时刻表的车次查询和车站查询、民航时刻表的航班查询等; 　　③ 寻呼信息——接收个人和公共寻呼信息，个人寻呼内容实时语音合成并播放，寻呼方式更新列车和民航时刻表数据等。 　　分析产品功能结构图并结合产品的基本功能，可以获得产品对嵌入式处理器的性能要求：高速嵌入式处理器处理列车和民航时刻表查询、个人寻呼内容的实时语音合成并播放等。处理器外围需要自带语音录放电路完成语音录入和播放，串行口和红外通信口进行数据通信，LCD接口电路提供用户输入接口，也需要电源管理模块完成便携式电子产品的低功耗设计。 　　选用ARM公司的嵌入式微控制器EP7211：内含的32位微处理器ARM720T，提供18MHz、36MHz、54MHz和72MHz工作主频，而且允许用户在应用程序中对控制寄存器编程切换处理器工作频率，这种切换频率的工作方式，不仅满足了不同的应用需求，而且降低了系统的功耗。EP7211 提供了SRAM和Flash存储芯片接口，2个RS232口(1个自带红外信号收发模块)，支持G_729.a标准的语音录放Codec模块，有LCD接口和电源管理部分，支持低电压监测等。在休眠状态下，EP7211支持中断唤醒功能，唤醒时间是唤醒频率的2～3个周期，芯片提供8kHz的唤醒频率，使得在休眠状态下系统收到寻呼前导信号时能够及时唤醒。 　　选定了EP7211后就应选择RTOS了。从产品功能和程序流程的角度分析，系统基本上是单任务顺序处理，但要具备实时对寻呼中断的响应能力。 RTOS的选择有两个方案：一是使用已经购买的用在油田测井系统SL3000型产品的商用Nucleus，二是使用自主开发的、专门面向嵌入式应用系统的 XGW软件开发平台。 　　XGW软件开发平台功能强大，模块化设计，扩展性强;支持多种点阵和矢量字体;完善的中英文处理接口;支持汉王手写识别和拼音输入法等。XGW开发平台是自主研发的，软件产品升级和故障排除比较容易，产品成本费用相对较低。选择EP7211嵌入式处理器和XGW开发平台，还因为二者在“GPS汽车导航系统”项目中获得了成功应用。 　　关于集成开发调试环境，我们购买了ARM公司的ARM250。它基于GUI用户接口，一体化的编辑、汇编、编译、连接和调试多窗口工作环境，支持单步跟踪、断点设置和内存查看等;同时，ARM250开发调试界面和Microsoft 的VC6++集成环境相似，有助于开发人员快速熟悉和掌握。选用Multi_ICE仿真器，支持在线仿真调试，通过并行口连接主机，支持程序编译链接后的程序代码快速加载，加快了代码调试进度。 　　详细分析了产品的技术风险，对开发小组而言，只有寻呼系统是比较成熟的新技术，且工作频率高达155MHz，需要重点解决和其它功能模块的电磁兼容性，要投入较多的人力资源进行重点突破。关于嵌入式处理器EP7211和自主研发的XGW软件开发平台等，开发人员都有一定的技术积累和丰富的工作经验。 　　在系统开发中，设计了两套技术调试方案：一是基于内存SRAM模式，二是基于闪存Flash模式。在内存SRAM模式中，系统加电冷启动时，系统完成相关硬件初始化任务后执行一段代码，将系统编译连接生成的二进制可执行代码从Flash存储空间完全拷贝到SRAM内存空间中，整个应用程序调试完全在内存空间执行。此种方案极大加快了庞大应用程序的调试步伐，加快产品开发进度。二是在SRAM内存模式调试完应用程序的基础上，执行闪存Flash调试，系统启动后将中断服务程序ISR和少量的内核代码拷贝到SRAM后在SRAM中执行，其它应用程序在Flash中执行。Flash模式同SRAM模式相比，主要是修改系统启动代码段，应用程序代码完全保持一致。Flash模式减少了宝贵的SRAM资源需求、降低了产品开发成本，但是运行速度较SRAM模式慢。 6 小 结 　　本文详细阐述了在嵌入式系统开发中嵌入式处理器、嵌入式操作系统、调试器、仿真器以及开发人员的技术水平和结构比例等组成要素的选择原则，并且使用一个具体的实例来进一步分析说明。需要指出的是，这些要素之间不是彼此独立，而是紧密相关，可能还会在某些方面相互冲突。