基于ARM的嵌入式工控机研究：PC/104总线转换与驱动开发

"基于ARM的PC/104总线嵌入式工控机的研究和实现" 本文详细探讨了如何构建一个基于ARM处理器的PC/104总线嵌入式工控机系统，重点关注了硬件设计和软件构成。在硬件层面，文章指出，由于ARM处理器不直接支持PC/104总线，因此需要通过CPLD（复杂可编程逻辑设备）来实现ARM本地总线与PC/104总线之间的转换。这里的CPLD扮演着关键的角色，它需要能够处理两种不同总线协议的时序转换，确保数据的准确传输。 S3C2410是选中的ARM处理器，因为它具有低功耗和高性能的特点，适合工业控制应用。硬件设计包括了最小系统（CPU、SDRAM和FLASH），以及串口、USB接口、LCD、网络接口和CAN总线。其中，串口、USB和LCD直接由S3C2410支持，网络接口需外接CS8900A，CAN总线通过PC/104总线与其他扩展板连接。设计的难点在于CPLD程序的设计，以确保ARM总线的高效转换。 在软件部分，系统基于嵌入式Linux操作系统，使用GLIBC Posix标准C函数库，并包含了操作系统内核、外设驱动以及应用程序接口。外设驱动包括CAN驱动、LCD驱动和网卡驱动。值得注意的是，本设计不包含用户程序，应用程序接口部分留给系统集成商进行定制开发。 文章还涵盖了嵌入式系统的发展历程、X86与ARM处理器架构的比较，以及嵌入式系统的软硬件组成。在系统实现中，详细描述了硬件各个部分的实现细节，如最小系统、CAN网络、以太网络和PC/104总线控制器的实现。此外，还详细阐述了Linux操作系统的移植步骤，包括配置、编译和下载运行调试，并编写了PC/104总线驱动和CAN总线驱动，提供了驱动的编译和下载过程。 最后，该研究根据机车工业控制领域的特定需求，开发了实际系统，并对其性能进行了测试。测试结果显示，系统的定点运算能力与X86相当，通过了严格的环境和干扰测试，并在实际装车试运行中表现出良好的稳定性和可靠性，完全满足设计要求。 关键词：嵌入式系统；ARM处理器；PC/104总线；CAN总线