介紹了基于家庭網絡的家用PDA 的功能和結構,并討論了關鍵技術的具體實現方法。作為嵌入式設備的研發(fā)過程特例,指出了嵌入式操作系統在嵌入式設備中的作用及與其他部分的關系。
1 引言
數字化家庭信息系統在家庭內部構建由低速的自動化網和高速的音、視頻網組成的網絡化家庭信息系統,"家用PDA"是數字化家庭信息系統的組成部分,通過與家庭服務器的實時通信,完成家庭設備的控制和管理。為了實現該目的,要完成設備的模型建立(包括:顯示模型、控制模型)、雙向通訊、圖形、文本的顯示、觸摸屏的控制和管理、16x16 點陣漢字字庫、底層設備的驅動等部分。具體要控制的家庭設備包括:電視、空調、門、窗、燈光。其中電視要控制的參數包括:模式、頻道、音量、開關狀態(tài)等;空調要控制和顯示的參數包括:開關狀態(tài)、工作模式、溫度、風速等;門、窗、燈光要控制其開關狀態(tài)等。家用PDA 具有液晶顯示界面和低速網絡接口,利用它可以對各種家用設施的工作狀態(tài)進行監(jiān)視,并可以實現所有在網設備的統一控制(包括家用設備和音、視頻設備),它可以監(jiān)測設備的入網、退網和工作狀況,并能為各種終端設備自動建模。
2 軟件的系統框架結構及各層次的關系
該軟件系統主要包括:底層設備驅動模塊、PPSM kernel、PPSM Tools(API)、應用層客戶應用程序的開發(fā)、燒寫程序的設計等部分。其層次關系如圖1 所示:
圖1 軟件系統的框架結構及其層次關系
3 軟件各模塊之間的聯系及與整體系統的關系
在該系統中,軟件主要由:底層驅動軟件、作為中間層的PPSM 操作系統、上層應用軟件等幾部分構成。其中:底層驅動軟件服務于操作系統,操作系統服務于上層應用軟件的開發(fā)。
3.1 底層驅動軟件
底層驅動軟件主要包括下列模塊:觸摸屏及筆輸入模塊、LCD 驅動模塊、FLASH 燒寫程序模塊、底層設備的初始化設置模塊、紅外通訊模塊等部分構成。
觸摸屏及筆輸入模塊的主要目的是根據目標板的實際情況為PPSM 操作系統提供觸摸屏及筆輸入的底層支持,從而方便用戶的編程工作,在目標板上采用了ADC7843A/ D 轉換器,此軟件模塊的主要作用是通過MC68EZ328 來控制其工作,LCD 驅動模塊屏由觸摸屏和LCD 顯示屏構成,在系統中采用了LTD79Z202LlGK LCD 顯示屏,要完成的任務主要包括:控制幀刷新速率、控制LCD 起始地址寄存器、控制LCD 的寬度和高度寄存器、配置LCD 接口寄存器、配置LCD 極性寄存器、配置LCD 時鐘控制寄存器、配置LCD 亮度控制寄存器等。
在紅外通訊模塊中,由于CPU 外設的限制,紅外通訊和串行口共用一個UART 口,為了實現二者的共用,采用了芯片MAX3l30 來完成該功能。這樣就需要通過軟件系統來控制MAX3l30 的工作模式,使其能夠在適當的時候選擇合適的工作模式,采用的通訊速率為2,400bit / S.UART 口具有8BYTE的發(fā)送緩沖區(qū)和l2BYTE 的接收緩沖區(qū),通訊是通過定時查詢來完成的,為了保證沒有數據的溢出,其查詢速率為25mS.
底層設備的初始化設置模塊主要負責控制系統的工作狀態(tài)、片選邏輯的設置、基地址的選擇、DRAM 控制器地址及刷新速率等的控制、PLL 寄存器的設置、PWM 控制寄存器及其占空比的設置、PA 口、PB 口、PC 口、PD 口、PE 口、PF 口、PG 口的功能、方向、初始值、上拉電阻的設置等的控制,中斷控制系統的設置等功能。
FLASH 燒寫程序模塊是功能相對獨立的一個模塊,它既可以作為底層驅動軟件的一部分又可以作為應用軟件的一部分。其主要功能是,將下載到目標板動態(tài)存儲器中的程序和數據固化到目標板的FLASH 中去。