基于嵌入式PC的PIII计算机系统设计与实现

上文指出的双网模块需要PCI-PCI的桥接芯片外，AD模块和串口模块与CPCI总线连接同样需要桥接芯片AMCC S5920的支持（如图2所示）。AMCC S5920是单一芯片的多功能设备，它为设计者提供了一条灵活而简便的通往PCI总线的道路。通过使用S5920，模块设计者无须考虑PCI总线的各种电气性能和时序的特殊要求，只需根据S5920转换后的类似ISA的TTL电平的ADD-ON总线进行设计即可。作为PCI上的目标设备，S5920可提供132Mbps的数据传输率，兼容33MHz的PCI总线和高达40MHz的ADD-ON总线，由它转换出的ADD-ON总线可支持8、16和32位的数据宽度。

（1）AD模块

支持16路模拟差分输入，信号的采样及AD转换由AD976完成，采样结果由单片机89C52平滑处理后通过光电隔离器件发送到CPLD，

再由CPLD存放于静态RAM中供上位机读取。

该模块占用32字节8位宽I/O空间，用于存储16路16位精度的AD采样结果。

（2）串口模块

通过CD1865支持4路RS-232/422串口，占用512字节8位宽I/O空间、1路中断。

图2 基于786CORE的嵌入式计算机系统

    2.3 软件设计

本系统采用VxWorks嵌入式操作系统。它是目前所有独立于处理器的实时系统中最具特色的操作系统之一。VxWorks的微内核Wind是一个具有较高性能的、标准的嵌入式实时操作系统内核。其主要特点包括：快速多任务切换、抢占式任务调度、任务间通信手段多样化等。该内核具有任务切换时间短、中断延迟小、网络流量大等特点，与其他嵌入式实时操作系统相比具有一定的优势。

所有模块的驱动程序均在VxWorks下开发，开发环境为Tornado II。它是嵌入式实时领域里最新一代的开发调试环境，是实现嵌入式实时应用程序的完整的软件开发平台。本系统各个模块的驱动程序均用C语言编写，并在Tornado II下编译成“.O”文件用以提供给用户作为二次开发的中间件。

操作系统及应用程序均存放于主机模块的192MB电子盘上，使得软件的运行速度大大提高，也使系统可以工作在温度和稳定性条件都非常恶劣的环境里。

2.4 该系统的特点及技术指标

（1）高性能PIII700MHz CPU核心，128MBSDRAM，192MB电子盘；

（2）支持多种操作系统：DOS、VxWorks、Windows X、Linux等；

（3）串口模块：4路全双工异步串口，传输速率可达115.2kbps，通过软件设置可选择不同的串口通信方式，RS-232（V.28）或RS-422（V.11，X.21）；

（4）AD模块：16路模拟差分输入，支持AD数据智能调理，AD转换时间最短可达5μs/Sample，有效输入信号范围：-15V～+15V，模拟采样部分与CPCI总线数字部分光电隔离；

（5）双网卡：10Mbps/100Mbps自适应以太网，支持自动故障诊断、切换和恢复；

（6）先天加固抗震设计；

（7）热传导散热设计；

（8）电磁兼容性设计；

（9）3U标准尺寸。

本文描述的嵌入式计算机系统具有广泛的适用性，由于采用了先天的加固、抗震和热传导设计，在环境特别恶劣的工业现场和军事领域适应性极强。此外，该系统的设计过程是一条行之有效的快速开发嵌入式计算机系统的道路，并较易形成产品的系列化，提高产品的高层竞争力。

《基于嵌入式PC的PIII计算机系统设计与实现(第2页)》