基于嵌入式Linux的风力发电监控系统开发平台的构建.doc

基于嵌入式风力发电机组控制器研究与开发
文丽，
（）
0引言
为了适应不同的应用场合，同时考虑到计算机系统的灵活性、可伸缩性以及可裁剪性，一种以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪的嵌入式操作系统随之诞生。这种嵌入式系统能适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的应用系统。而在众多嵌入式操作系统中，Linux以其体积小、可裁减、运行速度快、网络性能优良、源码公开等优点而被广泛采用。特别是2.6内核版本的Linux更是在实时性能方面有了很大的提高，因此在工业控制场合得到了越来越多的重视和应用。
本文正是在这一背景下，为基于HYPERLINK"http://www.dzsc.com/icstock/597/S3C2410.html"\t"_blank"S3C2410的嵌入式平台(扩充了多种外围设备，包括：HYPERLINK"http://www.dzsc.com/product/searchfile/5715.html"\t"_blank"LCD、A／D、网络HYPERLINK"http://www.dzsc.com/product/searchfile/6465.html"\t"_blank"芯片等等)构建出一个基于Linux2.6.16内核的嵌入式系统开发平台，以满足风力发电HYPERLINK"http://www.dzsc.com/product/searchfile/1015.html"\t"_blank"监控系统开发的需求。
1系统构架
本系统的硬件平台是以32位高性能嵌入式HYPERLINK"http://www.dzsc.com/product/searchfile/8213.html"\t"_blank"处理器HYPERLINK"http://www.dzsc.com/icstock/597/S3C2410A.html"\t"_blank"S3C2410A作为系统的HYPERLINK"http://www.dzsc.com/product/searchfile/5590.html"\t"_blank"CPU，其工作频率最高为203MHz，具有强大的处理能力。另外，还扩展有多种外围设备，如：分辨率为640×480的26万色HYPERLINK"http://www.dzsc.com/product/searchfile/167.html"\t"_blank"TFT液晶显示屏、HYPERLINK"http://www.dzsc.com/product/searchfile/3713.html"\t"_blank"串口、USB口、网口、64MBHYPERLINK"http://www.dzsc.com/stock-ic/FLASH.html"\t"_blank"Flash、64MBHYPERLINK"http://www.dzsc.com/icstock/613/SDRAM.html"\t"_blank"SDRAM等等。可以充分满足风力发电监控系统开发的需求。
本硬件平台的软件构架主要分为以下几个部分：BSP层、操作系统层以及应用层，图1所示是其软件构架图。本系统的硬件平台是由嵌入式HYPERLINK"http://www.dzsc.com/product/searchfile/3357.html"\t"_blank"微处理器及其外围设备所构成的。硬件抽象层(BSP)是存储在硬件平台ROM或Flash上的负责与硬件底层交流的硬件驱动程序，主要负责对系统进行初始化，并将收集的硬件信息传递到接下来运行的操作系统内核中去。操作系统内核通过BSP来管理系统硬件资源，并为上层软件提供进程调度、HYPERLINK"http://www.dzsc.com/product/searchfile/4072.html"\t"_blank"内存管理、文件系统、设备驱动等服务。应用层主要负责与用户进行交流。

在完成系统的构架设计以后，就可以针对硬件平台进行具体的构建了，其工作主要包括以下几个部分：BootLoader移植、内核移植以及文件系统的建立等，其中内核移植包括网络设备、LCD和USB等驱动的移植。文中针对本系统的设计给出了相关程序的移植。
2BootLoader移植
BootLoader(引导加载程序)是系统加电后运行的第一段代码。这段小程序用于初始化硬件设备和建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
目前，较流行的BootLoader主要有U-boot和Vivi等。本设计主要是以S3C2410为控制器的硬件平台，因此可以选用带有网络功能的Vivi作为系统的BootLoader