隨著計算機技術、通信技術、集成電路技術和控制技術的發(fā)展，傳統的工業(yè)控制領域正經歷著一場前所未有的變革，開始向網絡化方向發(fā)展。本文即從未來工業(yè)控制網絡發(fā)展的需要出發(fā)，設計并實現了以S3C2410微處理器為核心的嵌入式網絡控制器。 本文以S3C2410—32位微處理為核心，設計并實現了具有1路以太網接口、1路USB Host接口、1路USB Device接口、3路RS232串口、1個CAN總線擴展卡、1個RS485擴展卡、1個RS422擴展卡使用、8路A/D、1路D/A、4路PWM、一個240×320TFT LCD顯示觸摸屏的功能強大的嵌入式網絡控制器。并在此基礎上，結合嵌入式操作系統Windows CE建立了一個嵌入式軟件開發(fā)平臺。

隨著嵌入式技術的快速發(fā)展，嵌入式系統的應用越來越廣泛。嵌入式Web服務器EWS(Embedded Web Server)是指將Web服務器引入到現場測試和控制設備中，在相應的硬件平臺和軟件系統的支持下，使傳統的測試和控制設備轉變?yōu)榫邆淞艘訲CP/IP為底層通信協議、Web技術為核心的基于互聯網的網絡測試和控制設備。嵌入式Web服務器簡化了傳統服務器的系統結構，它在嵌入式設備上同時實現信息傳輸和網絡接口的功能。嵌入式Web服務器基于HTTP協議運作，有標準的接口形式和通信協議。它可以向任何接入它所在網絡的合法用戶提供統一的基于瀏覽器方式的操作和控制界面。Web技術的開放性和平臺獨立特性能夠降低開發(fā)難度，減少軟件系統和通信系統的設計維護工作量，提高了現場測試和控制設備的管理水平。

在工業(yè)設備上嵌入Web服務器，使得設備能與現今最大的網絡Internet無縫連接，無需專用的線路。通信介質是以太網為基礎，能有最大的普及范圍;傳輸內容不僅限于數據，還有圖像、聲音等多媒體信息;通信協議(HTTP)是標準的而且是公開的，其獨立于系統平臺;所使用的超文本標記語言(HTML)具有統一性，標準化界面獨立于客戶端的軟件硬件平臺，極大地節(jié)省了客戶端的開發(fā)工作;所使用的Web架構具有開放性和平臺獨立性，能夠大大降低系統的設計工作量。同時，還能提供大量工具和函數庫減少開發(fā)的工作量。在客戶端使用任意與Internet互連的標準PC(標準瀏覽器)就可以實現隨時隨地訪問。嵌入式Web服務器具有通用性，這使得它能夠嵌入到任何設備中。通過應用程序接口，服務器可以運行程序去實現高級功能，這是普通的監(jiān)控方式不能相比的。它具有可擴展的特性，通過應用程序接口實現各種具體的應用。此外，它還具備升級簡單、維護容易等優(yōu)點。

在深入研究和分析CANopen協議的基礎上，實現了基于Windows CE的嵌入式CANopen協議棧，大大提高了嵌入式網絡控制器在現場總線上的通信和控制能力，為新型的網絡控制算法研究提供了實驗平臺。在探討了TCP/IP協議的基礎上研究了基于Windows CE的嵌入式TCP/IP協議棧，掌握了Windows CE平臺的網絡Socket通信編程，使控制器能夠通過以太網接到Intranet或Internet上。 在完成嵌入式網絡控制器硬件與軟件設計的基礎上，將控制器應用到了網絡化的嵌入式數控系統的中央數控單元中，實現數控系統等數控設備小型化、網絡化和集成化的需要。并以此為基礎，結合計算機控制實驗室建設，構建了三層(信息層、控制層和設備層)工業(yè)網絡實驗平臺，實現了實驗室設備真正的網絡互連，為網絡控制研究提供了一個高性能的平臺。

嵌入式系統設計與開發(fā) - ARM 架構處理器、RTOS 內核及驅動程序編寫

架構處理器

架構處理器是一種基于RISC指令集架構的處理器，已經成為嵌入式系統中應用最廣泛的處理器架構之一。與傳統的CISC架構相比，RISC架構設計簡潔，指令集精簡，執(zhí)行效率高，對于資源受限的嵌入式系統更加適用。

處理器的優(yōu)勢在于其低功耗、高性能和強大的可擴展性。在嵌入式系統設計中，我們可以選擇不同性能和功耗的ARM處理器，并根據實際需求進行定制，從而實現最佳的平衡。

在實際開發(fā)中，我們需要了解具體的ARM處理器型號，掌握其架構特性，以便進行合理的系統設計和優(yōu)化。

內核

內核是嵌入式系統中常用的操作系統內核，其特點是能夠響應實時事件，并能夠保證任務的實時性和可靠性。

嵌入式系統通常需要處理實時性要求較高的任務，如控制、數據采集等。RTOS內核可以提供任務調度、事件管理、內存管理等功能，幫助我們更好地實現系統的實時性需求。

常見的RTOS內核包括FreeRTOS、uC/OS、RTX等，它們具有不同的特點和適用范圍，開發(fā)者可以根據實際需求進行選擇和定制。

驅動程序編寫

在嵌入式系統開發(fā)中，驅動程序起著連接硬件和操作系統的關鍵作用。驅動程序負責與特定硬件進行交互，并向操作系統提供統一的接口，使應用程序能夠方便地訪問硬件資源。

驅動程序的編寫需要深入了解硬件的特性和操作系統的接口規(guī)范，以及對應的編程技術和工具。不同的硬件平臺和操作系統可能需要采用不同的驅動開發(fā)方法。

通過合理設計和編寫驅動程序，可以提高系統的穩(wěn)定性和性能，為應用程序提供更好的硬件支持。

總結:

通過了解ARM架構處理器、RTOS內核及驅動程序編寫，我們可以更好地開發(fā)嵌入式系統。深入理解這些核心知識點將有助于我們設計出高性能、穩(wěn)定可靠的嵌入式系統，為各行各業(yè)的程序員提供更好的技術支持。