基于ARM的便攜式智能儀器的設(shè)計(jì)

?????????本文介紹了一種基于ARM 的便攜式智能儀器，并給出了該儀器的軟、硬件設(shè)計(jì)方
案。詳細(xì)論述了儀器的硬件組成和設(shè)計(jì)，簡要說明了移植μClinux 嵌入式操作系統(tǒng)的關(guān)鍵和對操作系統(tǒng)的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，最后以信號發(fā)生功能部分為例給出了信號發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。
關(guān)鍵字：嵌入式系統(tǒng)；ARM；μClinux；移植；信號發(fā)生
???????? 信號發(fā)生器、頻譜分析儀、數(shù)字示波器等電子儀器是科研人員進(jìn)行科學(xué)研究及試驗(yàn)的重要工具?？紤]到科研人員在室外、尤其是野外，測量分析條件的不便，設(shè)計(jì)了一臺低功耗、多用途的便攜式智能儀器，它具有產(chǎn)生正弦和方波信號、最大4 通道信號采集、對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形顯示和頻譜分析，以及可通過USB 接口與PC 機(jī)進(jìn)行通訊的功能。
????????? 儀器基于ARM 嵌入式處理器來設(shè)計(jì)，邏輯上，采用硬件層、系統(tǒng)層、應(yīng)用層三層次的設(shè)計(jì)方案，其中系統(tǒng)層和應(yīng)用層構(gòu)成儀器系統(tǒng)的軟件部分。根據(jù)IEEE 的定義，嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”。從廣義上說，也指以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)且對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)以嵌入式處理器為核心，如微控制器（MCU）、數(shù)字信號處理器（DSP）、片上系統(tǒng)（SOC）、可編程片上系統(tǒng)（SPOC）。ARM 是英國ARM 公司設(shè)計(jì)的通用32 位RISC 微處理器體系結(jié)構(gòu)，目前，基于 ARM 的SOC 以微型化、低功耗、高性能的設(shè)計(jì)目標(biāo)幾乎占據(jù)了嵌入式處理器的半壁江山。