【PLC工控板】給予ARM芯片的工控板

　　【PLC工控板】給予ARM芯片的工控板

　　在工控職業里，前些年一直是Intel的全國，可是ARM嵌入式微操控器技能的呈現給現代工業操控范疇帶來了一次新的技能革命。嵌入式微操控器組成的體系，其明顯的優勢便是可嵌入到任何微型或小型儀器設備中。嵌入式體系在工控范疇的使用已越來越受到重視，跟著嵌入式體系的開展，呈現了許多新形式、新方法，皇華信息科技打破傳統觀念，基于ARM嵌入式優秀渠道，推出工業架構嵌入式中心板。

　　一 嵌入式體系界說與使用現狀

　　對嵌入式體系的一種界說是"嵌入到對象體系中的專用計算機體系"，"嵌入性"、"專用性"與"計算機體系"是嵌入式體系的3個基本要素。嵌入式體系按形態可分為設備級（工控機）、板級（單板、模塊）、芯片級（MCU、SoC）。從界說中不難看出，當時較多使用的單片機規劃與工控機規劃也是一種典型的嵌入式體系使用?？墒沁@種前期嵌入式體系在功用與價格上均存在一些缺陷。

　　1. 硬件選用單片機規劃，軟件選用匯編語言編寫

　　選用這種規劃方法，硬件本錢低，設備體積小。但由于程序選用匯編語言編寫，軟件靈活性、可擴充性、可移植性較差。一起，作為處理器中心的單片機芯片，無法供給高速率運算。跟著工業操控要求的不斷提高，選用這一規劃方法，不管在硬件或軟件上都無法滿意要求。

　　2. 硬件選用工控機、X86組織主板，軟件選用VC++編寫

　　選用工控機、X86組織主板作為硬件設備，既能供給處理速度，又適于惡劣的工作環境，物理穩定性好。軟件選用VC++編寫，可實現雜亂的軟件功用，模塊化、面向對象化的規劃保證了軟件體系的靈活性、可擴充性與可移植性。這種規劃能很好地滿意操控體系的要求，但本錢過高，體積過大，功耗過大。一般選用工控機、X86組織主板的硬件本錢是選用單片機本錢的10倍以上，并且機箱規劃要考慮散熱、防潮等要素，較為粗笨、不穩定要素繁多。

　　二 ARM嵌入式工業操控主板

　　1. 硬件

　?。?）ARM芯片

　　ARM處理器是一種16/32位的高功用、低本錢、低功耗的嵌入式RISC微處理器。ARM-cotex A8系列微處理器具有以下特色：5級整數流水線，指令執行效率更高；支撐32位ARM指令集和16位THUMB指令集；支撐32 位AMBA總線接口；全功用的MMU，支撐Windows CE、Linux等主流的嵌入式操作體系；支撐數據Cache和指令Cache，具有更高的數據和指令處理指令。

　?。?）ARM 工業主板

　　基于freescale的Cortex-A8的工業級處理器，可為工業操控、人機界面、儀表儀器等職業供給強壯的智能操控渠道。AM-i.MX53工業主板規范，選用8層PCB板高精度工藝，使其具有最佳的電氣功用和抗干擾功用，AM-i.MX53集成了常見的嵌入式體系外圍接口，如：10/100Mbps網絡、串口、TFT-LCD、LVDS、VGA、USB Host/Device、音頻、8x8鍵盤、AD、PMW、PATA/SATA、計數器、IDE、SD卡、CAN總線、RTC、看門狗等，ARM嵌入式主板不管從功用、穩定性、功耗、體積、本錢上來衡量，都具有很大的優勢，在嵌入式體系使用中具有超卓的體現。

　　客戶只需專心使用程序的開發而無須關注底層驅動程序。

　　2. 操作體系及開發環境

　　現在，嵌入式體系常用的操作體系有Linux2.6、Windows CE 6.0；開發環境有UC/GUI、Q/T。

　?。?）Linux

　　Linux是一種免費、開源的操作體系，因此其支撐軟件多，可用資源豐富?，F在將Linux的內核移植在其上，可使用更多的Linux功用。不管是關于企業服務器還是關于嵌入式體系，Linux 2.6 都是一個巨大的前進。對高端的機器來說，新特性針對的是功用改進、可擴展性、吞吐率，以及對 SMP 機器 NUMA 的支撐。關于嵌入式范疇，添加了新的體系結構和處理器類型——包括對那些沒有硬件操控的內存管理方案的 MMU-less 體系的支撐。并且，和往常一樣，為了滿意桌面用戶群的需求，添加了一整套新的音頻和多媒體驅動程序，Linux 內核使用了由 Ingo Molnar 開發的新的調度器算法，稱為O（1）算法，它在高負載的情況下執行得極其超卓，并且當有許多處理器時也能夠很好地擴展；內核搶占補丁在2.5系列中就已經被打上，接下來在2.6中也會打。這將明顯地降低用戶交互式使用程序、多媒體使用程序等相似使用程序的推遲。這一特性對實時體系和嵌入式體系來說特別有用；從虛擬內存的視點來看，新內核融合了 Rik van Riel 的 r-map （反向映射，reverse mapping）技能，將明顯改進虛擬內存在一定程度負載下的功用；更多功用還需您在后續的工作中切身體會。

　?。?）Windows CE

　　WinCE推出只要幾年時刻，但現在已占據了很大市場份額。由于WinCE開發都是咱們熟悉的VC++環境，所以關于一般的開發人員都不會有多大難度，這也是WinCE容易被人們承受的原因。開發環境方便快速，微軟的強壯技能支撐，使得WinCE開發難度遠低于嵌入式Linux。此外，WinCE與WindowXP及Win2000的本家性，保證了本來在PC機上開發的程序可容易移植到嵌入式體系中。

　?。?）GUI

　　常見GUI有QT、UCGUI、MINI/GUI等，

　　Qt是 Trolltech的最早也是最有名的產品，它開始是作為一個跨渠道（Win32、Mac、Unix）的C++GUI庫開發的，但跟著它的開展，其中增加 了一系列與GUI無關的庫，如Xml、Socket、Thread等等， 現在Qt已經成為了一個通用的C++跨渠道類庫，到了4.0版，更是將GUI部分 從中心庫分離出來，以利于開發無GUI的服務程序；

　　UCGUI規劃架構是模塊化的，由不同的模塊中的不同層組成，由一個LCD驅動層來包括所有對LCD的具體圖形操作，UCGUI能夠在任何的CPU上運轉，由于它是100%的規范C代碼編寫的。

　　UCGUI能夠習慣大多數的使用黑白或彩色LCD的使用，它供給十分好的允許處理灰度的色彩管理。還供給一個可擴展的2D圖形庫及占用很少RAM的窗口管理體系;

　　MiniGUI做為“嵌入式圖形中間件”軟件產品，是針對嵌入式設備，跨操作體系的圖形界面支撐體系。通過十年的努力，MiniGUI已經成功使用在手持終端、機頂盒、工控、醫療及軍工等職業。被各 大廠商認可并廣泛選用，逐步成為嵌入式圖形中間件范疇的工業事實規范，從技能架構上包括幾個模塊：輸入籠統層（IAL）、輸出籠統層（GAL）、消息模塊、窗口模塊、圖形設備接口模塊（GDI） 及MiniGUI組件等；

　　三 新式嵌入式體系開發的兩種形式

　　1. 選用ARM工控板+linux操作體系規劃

　　這種開發形式在當時十分盛行。ARM工控板功耗低、體積小、極高性價比。linux操作體系是一種開放性、免費操作體系。ARM工控板+linux操作體系是將功用與價格極優配置的一種開發形式。

　　但這種開發形式也有其缺陷。首要，關于沒有相關開發經驗的技能人員，熟悉ARM芯片與linux操作體系需求時刻花費，研制周期與研制費用值得考慮。第二，如果本來已選用工控機方法開發VC++的 使用程序，將它移植到linux操作體系工作量大。因此，這種開發形式適于做全新開發時選用。

　　2. 選用ARM工控板+WinCE操作體系規劃

　　這是極便捷的開發形式，軟件規劃更簡略。由于選用WinCE操作體系，軟件的開發與一般PC機上的開發完全相同。如果原體系選用工控機規劃已有老練可用的軟件程序，只需將該程序安裝在WinCE操 作體系下即可。這種形式關于舊體系的晉級更新十分適用，避免了重復勞動，也節約了研制本錢縮短了開發周期。并且，WinCE操作體系的價格十分低。與Windows2000/WindowsXP操作體系的購買成 本比較，幾乎可忽略不計。

　　從研制視點，ARM工控板+WinCE操作體系形式無疑是極佳的選擇。從出產視點，X86架構主板在價格上不及ARM芯片有競爭力，十分適于舊體系的晉級換代。

　　四 結束語

　　選用ARM芯片+linux操作體系形式，無疑在工控各個范疇都有著廣闊的使用前景，平望科技將展示自己的悉數技能實力，供給優質的產品、完善的技能服務來滿意客戶的需求，您的需求便是咱們的動力，咱們將與您攜手，共同開展！