ARM嵌入式工控机与PC/104总线接口设计及实现

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于ARM处理器的PC/104总线嵌入式工控机的设计与实现，重点在于ARM处理器与PC/104总线的接口设计，以及相关的驱动程序开发。作者李臻君在导师黎福海的指导下，完成了从系统总体设计到硬件细节实现，再到软件系统的移植与驱动开发的全过程。" 本文详细阐述了在工业测控行业中，由于x86处理器的高功耗问题，转向使用低功耗、高性能的ARM处理器的必要性。ARM处理器不直接支持PC/104总线，因此采用了CPLD（复杂可编程逻辑器件）来实现ARM本地总线与PC/104总线之间的转换。文中首先介绍了工业控制计算机和嵌入式系统的基本背景，对比分析了X86与ARM架构的特性。 接着，作者详细描述了基于ARM处理器的PC/104嵌入式工控机的总体设计，选择了Samsung公司的S3C2410作为硬件处理器，并采用嵌入式Linux作为操作系统。在硬件实现部分，详细讲解了最小系统、CAN网络、以太网络和关键的PC/104总线控制器的设计。对于PC/104总线控制器，深入分析了ARM本地总线和PC/104总线的读写时序，并利用VHDL语言实现控制器逻辑。 在软件层面，论文涵盖了嵌入式Linux的移植，包括配置、编译和运行调试。此外，还特别关注了PC/104总线驱动的编写，实现了地址映射和中断处理，以及基于PC/104的CAN总线驱动，详细描述了驱动的初始化、中断处理、数据缓冲区管理以及文件操作接口。 最后，论文提及了针对机车工业控制的应用开发，给出了系统的性能测试结果，证明了其运算性能与X86相当，并成功通过了严格的环境测试和实际装车试运行，满足了设计需求。 关键词: 嵌入式系统；ARM处理器；PC/104总线；CAN总线 这篇研究工作全面深入地探讨了ARM处理器在PC/104总线环境下的应用，为嵌入式系统设计提供了一个实际案例，对于理解ARM与PC/104总线的交互以及驱动开发具有很高的参考价值。