基于嵌入式微处理器EP9315的二次开发技术

　　EP9315在WinCE操作系统下主频达到200MHz，总线频率为100MHz，外设时钟为50MHz，硬件调试环境必须与操作系统完全吻合。而应用模块多采用74系列芯片，工作频率一般为几兆赫兹。频率不匹配造成了EP9315发出的读写及使能信号脉宽不足50ns，对由74系列芯片组成的专用模块不能实现正确的读写操作。因此，系统的存储空间采用了如图3所示的分配，应用模块地址空间为CS7：0X7000_0000-0X7FFF_FFFF。

　　为给低速设备提供足够脉宽的总线信号，设置应用模块地址空间存储空间读写特性寄存器SMCBCR7中等待时间位WST1和WST2：

　　总线读取等待时间=(WST+1)×总线时钟

　　连续读取等待时间=(WST+1)×总线时钟

　　调试代码如下：

//总线时钟为200MHz

　ClkSet1=0x02A4A3D7；

//设置cs7数据宽度为8，读写脉宽为150ns

　temp=SMCBCR7；

　temp=temp& 0xcfffffff；

　temp=temp | 0xffef；

　SMCBCR7=temp；

　　这种设置使得SDRAM等高速外设和低速外设拥有不同的总线频率，具有很大的灵活性。

　　2 系统软件

　　2.1 嵌入式操作系统下的驱动程序类型

　　由于Windows CE.net开发工具好学易用，没有目标设备时可以在PC上仿真测试，因此基于Windows CE.net的嵌入式开发日益普及。但要在操作系统下控制应用模块就要为应用模块编写驱动。本质上，Windows CE的设备驱动程序都是一些动态链接库(.dll文件)，这些dll向内核提供了入口函数,使设备管理模块可以通过这些函数与具体的硬件设备进行通信。由于应用模块功能的不同，微软没有提供相应的驱动，所以只能自行开发测试。开发过程中采用单层驱动结构。

　　2.2 驱动程序开发

　　2.2.1 应用模块初始化

　　应用模块的初始化在标准流接口函数DEV_Init( )中完成，在内核加载驱动时调用该函数，其中DEV为设备文件名的前缀，Windows CE使用其识别与特殊流接口驱动程序相对应的特殊设备。初始化的基本步骤为：

　　(1)检查应用模块硬件信息的正确性。

　　(2)用Windows CE中的API函数为应用模块驱动中用到的数据结构分配缓冲区。

　　hDev=LocalAlloc(LPTR，sizeof(Dev_INFO))；

　　其中：pDev为包含设备必要信息的结构体指针，Dev_INFO为该结构体类型。

　　(3)设置应用模块的默认参数，如应用模块在系统中分配的物理地址空间的基地址。

　　PHYSICAL_ADDRESS phyAddr；//64_bit地址

　　phyAddr.LowPart=hDev-＞dwIOBaseAddr；//32_bit物理基地址

　　phyAddr.HighPart=0；//高32_bit地址

　　(4)通过HalTranslateBusAddress( )和MmIoSpace( )映射I/O地址，提供直接访问设备的虚拟地址。

　　if(!HalTranslateBusAddress(Isa，0，phyAddr，0，&phyAddr)) return FALSE；

　　hDev-＞lpMappedBaseAddr=(LPBYTE)MmMapIoSpace(phyAddr，size，FALSE)；

　　if(!hDev-＞lpMappedBaseAddr) return FALSE；

　　如果分配内存或映射虚拟地址失败，则返回FALSE，退出初始化程序。

　　(5)初始化应用模块的读写属性和共享模式。

　　2.2.2 应用模块数据接收与发送

　　应用模块数据的传递在流接口函数Dev_Write( )和Dev_Read( )中完成。

　　DEV_Write(＜由应用程序传入的设备句柄＞，＜写入数据指针＞，＜写入数据位数＞)

　　{//每写1字节调用一次WRITE_PORT_UCHAR( )；}

　　DEV_Read(＜由应用程序传入的设备句柄＞，＜存放数据指针＞，＜读入数据位数＞)

　　{//每读1字节调用一次READ_PORT_UCHAR( )；}

　　其中：WRITE_PORT_UCHAR( )和READ_PORT_UCH-

　　AR( )中传递的地址为经过MmMapIoSpace( )映射过的虚拟地址。

　　2.2.3 建立应用程序和设备驱动的联系

　　操作系统中的应用程序与驱动中的流接口函数一一对应。其关系如图4。

　　当应用程序准备对某个设备进行读写时，系统必须先执行CreateFile( )函数打开这个设备，得到的设备句柄即为底层设备驱动中Dev_Open( )的返回值。应用程序通过CloseHandle( )调用设备驱动中的Dev_Close( )。执行完该函数后驱动程序引用的设备将不再有效。当一个流接口驱动程序被打开后，应用程序使用ReadFile( )对这个设备进行读操作，驱动程序中Dev_Read( )响应该操作；同样应用程序使用WriteFile( )对该设备进行写操作，驱动程序中Dev_Write( )响应此操作。另外，应用程序还可以使用DeviceIOControl()通知操作系统调用流接口驱动中的DEV_IOControl( )去通知驱动程序要执行的操作。这些操作用户可用Windows CE提供的API函数CTL_CODE自定义。

　　笔者在Windows CE.net操作系统下，已实现了基于EP9315嵌入式系统对武汉中科院岩土力学所设计的SY5声波仪的控制，设备运行稳定。与原来由51单片机搭建的SY5声波仪相比，该系统功耗降低、体积变小、稳定性增强、成本降低，更适合工业控制中的运用。

　　参考文献

　　1 ARM Architecture Refrence Manual[R/OL].Advanced RISC Machine Ltd.(ARM)，2000

　　2 刘明贵，佘诗刚，汪大国.桩基检测技术指南.北京：科学出版社，1995

　　3 张晨曦.计算机体系结构.北京：高等教育出版社，2000

　　4 马忠梅，徐英慧，叶勇建等.AT91系列ARM核微控制器结构与开发.北京：北京航空航天大学出版社，2003

　　5 马忠梅.ARM嵌入式处理器结构与应用基础.北京：北京航空航天大学出版社，2002

　　6 刘明贵.基桩与场地检测技术.武汉：湖北省科学技术出版社，1995

　　7 候俊杰.深入浅出MFC.武汉：华中科技大学出版社，1998

　　8 Cirrus Logic.EP9315 User′s Guide.2004