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,結(jié)合無線通信技�(shù),通過移植嵌入式操作系�(tǒng)mClinux,并在其上開�(fā)相應(yīng)的驅(qū)動程序、應(yīng)用程序和嵌入式Web服務(wù)�,實�(xiàn)了一個方便、實用的家庭�(wǎng)�(guān)�
它以三星公司�32位RISC處理器S3C44B0X為核�,通過外擴存儲�(Flash / SDRAM)�藍牙模塊�液晶顯示�、小鍵盤、以太網(wǎng)接口模塊、電話語音控制模塊和紅外收發(fā)模塊等來�(gòu)建硬件平臺,并可實現(xiàn)多種控制方式�
1) 在本地用鍵盤及顯示器進行控制:系�(tǒng)�(shè)�16按鍵和一�128×32點陣的液晶顯示器,便于用戶在本地進行狀�(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:通過具有自學(xué)�(xí)功能的紅外遙控模�,能實現(xiàn)室內(nèi)家電的紅外遙��
3) 遠程的電話語音控制:這是一種基于公共電話交換網(wǎng)(PSTN)的電話遠程控�,用于電話的指令控制,如遠程控制家電、電話報警等�
4) 基于Internet的遠程控制: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,以達到隨時隨地進行遠程控制的目的�
無線通信技�(shù)是實�(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)計中,采用藍牙模塊作為無線通信模塊與底層的各功能模塊相互通訊�
藍牙模塊:在本方案中,藍牙硬件芯片采用愛立信公司的ROK 101008 模塊。家庭網(wǎng)�(guān)采用在Clinux操作系統(tǒng)下安裝BlueZ以配合藍牙模�,并基于L2CAP層建立相�(guān)�(xié)議的方式進行開發(fā)�
電話語音控制模塊:采用雙音頻撥號芯片DTMF8870、語音合成芯片ISD1420、鈴流檢測芯片電路以�89C51等來組成電話語音控制模塊�
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,紅外信號從其頂部輸�,經(jīng)過放�、整彀解�(diào)�,被�(zhuǎn)換成TTL電平的數(shù)字信�;紅外�(fā)射模塊將剛才�(xué)�(xí)到的紅外原碼進行�(diào)制并�(fā)送出去,在這里采用軟件編碼的方法產(chǎn)生調(diào)制信�,因此電路很簡單�
Flash存儲器接口電路:Flash芯片用來存儲家庭�(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存儲器系�(tǒng),其存儲容量�2MB。系�(tǒng)上電或復(fù)位后從此獲取指令并開始執(zhí)�,因此將Flash存儲器配置到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�(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,用戶堆�、運行數(shù)�(jù)也都會放在SDRAM�。S3C44B0X芯片提供�8K緩存遠遠不能滿足要求??紤]到實際應(yīng)用的需�,設(shè)計中選擇了三星的K4S281632D,它的數(shù)�(jù)寬度�16 �,�4 個Bank 組成,存儲容量為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)計中選用的是RTL8201。由于S3C44B0X片內(nèi)已有帶MII接口的MAC控制器,而RTL8201也提供了MII接口,各種信號的定義也很明確,因此RTL8201與S3C44B0X的連接比較簡單,在連接時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�,由于電平信號的不同以及�(wǎng)�(luò)沖擊信號的存�,兩者之間需要隔離及電平信號�(zhuǎn)換的元件,本�(shè)計中選用了網(wǎng)�(luò)變壓器HR61H58L�
串行接口電路:為完成和家庭內(nèi)部網(wǎng)�(luò)的藍牙通信模塊、紅外發(fā)射與接收模塊以及電話語音控制模塊的通信,家庭網(wǎng)�(guān)需要有異步串行通信接口,由于S3C44B0X只有兩個異步串口,因此需要對串口進行擴展。本�(shè)計中選用一片ST16C554 芯片進行串口擴展。由于S3C44B0X系統(tǒng)的LVTTL電路所定義的高、低電平信號與RS-232-C標準所定義的高、低電平信號不同,兩者間要進行通信必須�(jīng)過信號電平的�(zhuǎn)�。在這里采用MAX202將串口數(shù)�(jù)信號�(zhuǎn)換成TTL電平,再通過ST16C554輸出中斷請求�4個串口的中斷請求進行或運�,產(chǎn)生IRQ信號INTREQ,經(jīng)CPLD再與CPU的終端控制器相連�
IIC接口電路:S3C44B0X�(nèi)含一個IIC總線主控�,可方便地與各種帶有IIC接口的器件相連。在該系�(tǒng)�,外擴一片AT24C01作為IIC存儲器。AT24C01提供128字節(jié)的EEPROM存儲空間,可用于存放少量在系�(tǒng)掉電時需要保存的�(shù)�(jù),比如家庭網(wǎng)�(guān)的參�(shù)�(shè)置和用戶身份驗證碼等�
建立Clinux開發(fā)�(huán)境基于Clinux操作系統(tǒng)的應(yīng)用開�(fā)�(huán)境一般是由目標系�(tǒng)硬件開發(fā)�(S3C44B0X的開�(fā)�)和宿主PC機所�(gòu)成。目標板所用到的操作系�(tǒng)的內(nèi)核編�、應(yīng)用程序的開發(fā)和調(diào)試需要通過宿主PC機來完成。兩者之間一般通過串口、并口或以太�(wǎng)接口來建立連接�(guān)系。首�,要在宿主機上安裝標準Linux操作系統(tǒng),之后就可以建立交叉開發(fā)�(huán)�。從�(wǎng)上下載工具鏈,并將交叉編譯器安裝到宿主機�。還要根�(jù)家庭�(wǎng)�(guān)的需要重新配置、編譯內(nèi)�,進行mClinux移植。成功后可看到mClinux-Samsung/images目錄下有兩個內(nèi)核文件:image.ram和image.rom。將image.rom燒寫入ROM/SRAM/FLASH Bank0對應(yīng)的Flash存儲器中,當系統(tǒng)�(fù)位或上電�,內(nèi)核會自解壓到SDRAM,并開始運行。這樣一個嵌入式�(yīng)用開�(fā)平臺就搭建成功了�