智能保密柜嵌入式控制系统的设计与实现

中央处理器选用Atmel公司的AT91SAM9260芯片，它基于ARM926EJ-S内核的32位处理器，工作频率为190 MHz，指令运行速度为210 MIPS，内带8 KB指令和8 KB的数据高速缓存，8 KB的SRAM和32 KB的ROM，可在处理器与总线速度之间单周期访问。具有丰富的外围接口，包括USB全速HOST和Device接口、10M／100M BaseT、以太网MAC、图像传感器接口、多媒体卡接口(MCI)、同步串行控制器(SSC)、4个通用同步／异步收发器(USART)、2个两线异步收发器(UARTs)、主／从串行外围接口(SPI)，以及1个三通道16 b定时控制器(TC)、2个两线接E1(TWI)、4个10 b ADC、3个32 b并行I／O控制器，外设采用DMA通道。
上位PC通过RJ-45接口电路接入ARM的UART1口，双频读写器、刷卡器、数字键盘和指纹仪接入RJ-45接口电路，再分别接入ARM的UART2-5口，摄像头通过USB口连接ARM的USB主机端口。ARM输出的电控锁和报警器控制信号，经过ULN2003A运放芯片控制直流小继电器，驱动电控锁和报警器工作。振动传感器通过74L804反相输出到ARM的输入I／O管脚。NANDFLASH直接与ARM的I／O管脚连接。

2 嵌入式操作系统
该系统由内向外可分操作系统层、任务层和硬件电路层三层，如图3所示。嵌入式操作系统是嵌入式系统软硬件资源的控制中心，它组织多个任务共享嵌入式系统的资源。常见的嵌入式实时操作系统有Window CE，VxWorks，μC／OS-Ⅱ，Linux等，后两种操作系统免费公开源代码。

2．1 嵌入式操作系统方案选择
为了选择合适的嵌入式操作系统，本文对开源的μC／OS-Ⅱ与Linux操作系统的进程调度、文件系统支持和系统移植等因素进行了分析比较，因为这是设计、应用、移植嵌入式操作系统中的关键。
(1)进程调度
进程调度是操作系统协调调度系统中多任务对计算机系统内部资源的争夺使用。作为实时操作系统，μC／OS-Ⅱ采用可剥夺型实时多任务内核，它在任何时候都运行已就绪的最高优先级任务。μC／OS-Ⅱ最多可以支持64个任务，它通过就绪任务表寻找最高优先级任务，并进行任务切换。