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家庭�(wǎng)�(guān)系統(tǒng)
閱讀�7783�(shí)間:2011-01-07 10:35:32

  家庭�(wǎng)�(guān)系統(tǒng)以ARM核的32位嵌入式微處理器作為硬件平臺(tái),結(jié)合無(wú)線通信技�(shù),通過(guò)移植嵌入式操作系�(tǒng)mClinux,并在其上開(kāi)�(fā)相應(yīng)的驅(qū)�(dòng)程序、應(yīng)用程序和嵌入式Web服務(wù)�,實(shí)�(xiàn)了一�(gè)方便、實(shí)用的家庭�(wǎng)�(guān)�

  它以三星公司�32位RISC處理器S3C44B0X為核�,通過(guò)外擴(kuò)存儲(chǔ)�(Flash / SDRAM)��(lán)牙模��液晶顯示�、小鍵盤、以太網(wǎng)接口模塊、電話語(yǔ)音控制模塊和紅外收發(fā)模塊等來(lái)�(gòu)建硬件平�(tái),并可實(shí)�(xiàn)多種控制方式�

工作原理

  1) 在本地用鍵盤及顯示器�(jìn)行控制:系統(tǒng)�(shè)�16按鍵和一�128×32�(diǎn)陣的液晶顯示�,便于用戶在本地�(jìn)行狀�(tài)的設(shè)置和查詢,如�(shù)�(jù)查詢、電器控制等�

  2) 在本地的紅外遙控:通過(guò)具有自學(xué)�(xí)功能的紅外遙控模塊,能實(shí)�(xiàn)室內(nèi)家電的紅外遙��

  3) �(yuǎn)程的電話�(yǔ)音控制:這是一種基于公共電話交換網(wǎng)(PSTN)的電話遠(yuǎn)程控制,用于電話的指令控�,如�(yuǎn)程控制家�、電話報(bào)警等�

  4) 基于Internet的遠(yuǎn)程控制:采用瀏覽器端/服務(wù)器端�(jié)�(gòu)(B/S�(jié)�(gòu)),用戶可直接用Windows自帶的IE瀏覽器作為客戶端程序,以�(dá)到隨�(shí)隨地�(jìn)行遠(yuǎn)程控制的目的�

  �(wú)線通信技�(shù)是實(shí)�(xiàn)家庭�(wǎng)�(luò)最理想的技�(shù),它可以省去在家庭內(nèi)部重新布線的麻煩。在本家庭網(wǎng)�(guān)的設(shè)�(jì)�,采用藍(lán)牙模塊作為無(wú)線通信模塊與底層的各功能模塊相互通訊�

模塊

  �(lán)牙模塊:在本方案�,藍(lán)牙硬件芯片采用愛(ài)立信公司的ROK 101008 模塊。家庭網(wǎng)�(guān)采用在Clinux操作系統(tǒng)下安裝BlueZ以配合藍(lán)牙模�,并基于L2CAP層建立相�(guān)�(xié)議的方式�(jìn)行開(kāi)�(fā)�

  電話�(yǔ)音控制模塊:采用雙音頻撥�(hào)芯片DTMF8870、語(yǔ)音合成芯片ISD1420、鈴流檢�(cè)芯片電路以及89C51等來(lái)組成電話�(yǔ)音控制模塊�

  紅外遙控模塊:系�(tǒng)中增加了紅外接收模塊和紅外發(fā)射模�。紅外接收模塊選用BA5302,紅外信�(hào)從其頂部輸入,經(jīng)�(guò)放大、整�、解�(diào)�,被�(zhuǎn)換成TTL電平的數(shù)字信�(hào);紅外�(fā)射模塊將剛才�(xué)�(xí)到的紅外原碼�(jìn)行調(diào)制并�(fā)送出�,在這里采用軟件編碼的方法產(chǎn)生調(diào)制信�(hào),因此電路很�(jiǎn)��

接口電路

  Flash存儲(chǔ)器接口電路:Flash芯片用來(lái)存儲(chǔ)家庭�(wǎng)�(guān)中的嵌入式操作系�(tǒng)、家庭網(wǎng)�(luò)服務(wù)�、CGI�(wǎng)�(guān)�(yīng)用程序以及支持各種服�(wù)所需的文件系�(tǒng)。在系統(tǒng)中采用一片HY29LV160�(gòu)�16位的Flash存儲(chǔ)器系�(tǒng),其存儲(chǔ)容量�2MB。系�(tǒng)上電或復(fù)位后從此獲取指令并開(kāi)始執(zhí)�,因此將Flash存儲(chǔ)器配置到ROM/SRAM/FLASH Bank0�

  SDRAM接口電路:嵌入式操作系統(tǒng)的存在需要有一定量的動(dòng)�(tài)RAM,解壓縮后的操作系統(tǒng)將從Flash搬移至SDRAM,駐留內(nèi)�;同時(shí),用戶堆�、運(yùn)行數(shù)�(jù)也都�(huì)放在SDRAM�。S3C44B0X芯片提供�8K緩存�(yuǎn)�(yuǎn)不能滿足要求。考慮到實(shí)際應(yīng)用的需�,設(shè)�(jì)中選擇了三星的K4S281632D,它的數(shù)�(jù)寬度�16 �,�4 �(gè)Bank 組成,存�(chǔ)容量�16 MB。S3C44B0X的Bank6和Bank7 支持SDRAM,因此可以方便連接。在總線寬度控制寄存器BWSCON 中設(shè)置Bank6 的數(shù)�(jù)寬度�16 位,在Bank6 控制寄存器BANKCON6中設(shè)置MT = 0x3� Trcd= 0x0,SCAN = 0x01,在存儲(chǔ)容量寄存器BANKSIZE中設(shè)置BK76MAP = 0x110 即可�

  10/100M以太�(wǎng)接口電路:S3C44B0X�(nèi)部已包含了以太網(wǎng)MAC控制,但并未提供物理層接口,因此,需外接一片物理層芯片以提供以太網(wǎng)的接入通道。在本設(shè)�(jì)中選用的是RTL8201。由于S3C44B0X片內(nèi)已有帶MII接口的MAC控制�,而RTL8201也提供了MII接口,各種信�(hào)的定義也很明�,因此RTL8201與S3C44B0X的連接比較�(jiǎn)�,在連接�(shí)只需將兩塊芯片的相應(yīng)引腳互連即�。值得注意的是,使用CMOS工藝的RTL8201不能直接與RJ45接口相�,由于電平信�(hào)的不同以及網(wǎng)�(luò)沖擊信號(hào)的存�,兩者之間需要隔離及電平信號(hào)�(zhuǎn)換的元件,本�(shè)�(jì)中選用了�(wǎng)�(luò)變壓器HR61H58L�

  串行接口電路:為完成和家庭內(nèi)部網(wǎng)�(luò)的藍(lán)牙通信模塊、紅外發(fā)射與接收模塊以及電話�(yǔ)音控制模塊的通信,家庭網(wǎng)�(guān)需要有異步串行通信接口,由于S3C44B0X只有兩�(gè)異步串口,因此需要對(duì)串口�(jìn)行擴(kuò)�。本�(shè)�(jì)中選用一片ST16C554 芯片�(jìn)行串口擴(kuò)展。由于S3C44B0X系統(tǒng)的LVTTL電路所定義的高、低電平信號(hào)與RS-232-C�(biāo)�(zhǔn)所定義的高、低電平信號(hào)不同,兩者間要�(jìn)行通信必須�(jīng)�(guò)信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換。在這里采用MAX202將串口數(shù)�(jù)信號(hào)�(zhuǎn)換成TTL電平,再通過(guò)ST16C554輸出中斷�(qǐng)��4�(gè)串口的中斷請(qǐng)求�(jìn)行或�(yùn)�,產(chǎn)生IRQ信號(hào)INTREQ,經(jīng)CPLD再與CPU的終端控制器相��

  IIC接口電路:S3C44B0X�(nèi)含一�(gè)IIC總線主控器,可方便地與各種帶有IIC接口的器件相�。在該系�(tǒng)中,外擴(kuò)一片AT24C01作為IIC存儲(chǔ)�。AT24C01提供128字節(jié)的EEPROM存儲(chǔ)空間,可用于存放少量在系�(tǒng)掉電�(shí)需要保存的�(shù)�(jù),比如家庭網(wǎng)�(guān)的參�(shù)�(shè)置和用戶身份�(yàn)證碼��

軟件平臺(tái)

  建立Clinux�(kāi)�(fā)�(huán)境基于Clinux操作系統(tǒng)的應(yīng)用開(kāi)�(fā)�(huán)境一般是由目�(biāo)系統(tǒng)硬件�(kāi)�(fā)�(S3C44B0X的開(kāi)�(fā)�)和宿主PC�(jī)所�(gòu)�。目�(biāo)板所用到的操作系�(tǒng)的內(nèi)核編譯、應(yīng)用程序的�(kāi)�(fā)和調(diào)試需要通過(guò)宿主PC�(jī)�(lái)完成。兩者之間一般通過(guò)串口、并口或以太�(wǎng)接口�(lái)建立連接�(guān)�。首先,要在宿主�(jī)上安裝標(biāo)�(zhǔn)Linux操作系統(tǒng),之后就可以建立交叉�(kāi)�(fā)�(huán)境。從�(wǎng)上下載工具鏈,并將交叉編譯器安裝到宿主機(jī)�。還要根�(jù)家庭�(wǎng)�(guān)的需要重新配置、編譯內(nèi)�,�(jìn)行mClinux移植。成功后可看到mClinux-Samsung/images目錄下有兩�(gè)�(nèi)核文件:image.ram和image.rom。將image.rom燒寫入ROM/SRAM/FLASH Bank0�(duì)�(yīng)的Flash存儲(chǔ)器中,當(dāng)系統(tǒng)�(fù)位或上電�(shí),內(nèi)核會(huì)自解壓到SDRAM,并�(kāi)始運(yùn)行。這樣一�(gè)嵌入式應(yīng)用開(kāi)�(fā)平臺(tái)就搭建成功了�

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