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ARM嵌入式工控主板

ARM嵌入式工控主板

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【摘要】:
  ARM嵌入式微控制器技术的出现给现代工业控制领域带来了一次新的技术革命。嵌入式微控制器组成的系统,其明显的优势就是可嵌入到任何微型或小型仪器设备中。

  ARM嵌入式微控制器技术的出现给现代工业控制领域带来了一次新的技术革命。嵌入式微控制器组成的系统,明显的优势就是可嵌入到任何微型或小型仪器设备中。嵌入式系统在工控领域的应用已越来越受到重视,随着嵌入式系统的发展,出现了很多新模式、新方法,北京东大金智推出多款工业架构嵌入式主板,如基于NXP_LS1012A的工控主板,集成运行频率可达1GHz的单个Arm Cortex -A53内核,配备硬件数据包转发引擎和高速接口,能够以1W的典型功率损耗和超小型封装,提供线速网络性能。

一 嵌入式系统定义与应用现状。

  对嵌入式系统的一种定义是"嵌入到对象体系中的专用计算机系统"。"嵌入性"、"专用性"与"计算机系统"是嵌入式系统的3个基本要素。嵌入式系统按形态可分为设备级(工控机)、板级(单板、模块)、芯片级(MCU、SoC)。从定义中不难看出,当前较多使用的单片机设计与工控机设计也是一种典型的嵌入式系统应用。但是这种早期嵌入式系统在性能与价格上均存在一些缺陷。

ARM工控主板_NXP_LS1023A

  1. 硬件采用单片机设计,软件采用汇编语言编写

  采用这种设计方式,硬件成本低,设备体积小。但由于程序采用汇编语言编写,软件灵活性、可扩充性、可移植性较差。同时,作为处理器核心的单片机芯片,无法提供高速率运算。随着工业控制要求的不断提高,采用这一设计方式,无论在硬件或软件上都无法满足要求。

  2. 硬件采用工控机、X86机构主板,软件采用VC++编写

  采用工控机、X86机构主板作为硬件设备,既能提供处理速度,又适于恶劣的工作环境,物理稳定性好。软件采用VC++编写,可实现复杂的软件功能,模块化、面向对象化的设计保证了软件系统的灵活性、可扩充性与可移植性。这种设计能很好地满足控制系统的要求,但成本过高,体积过大,功耗过大。一般采用工控机、X86机构主板的硬件成本是采用单片机成本的10倍以上,而且机箱设计要考虑散热、防潮等因素,较为笨重、不稳定因素繁多。

  采用ARM工控板+linux操作系统设计

  这种开发模式在当前非常盛行。ARM工控板功耗低、体积小、极高性价比。linux操作系统是一种开放性、免费操作系统。ARM工控板+linux操作系统是将性能与价格极优配置的一种开发模式。

  但这种开发模式也有其缺点。首先,对于没有相关开发经验的技术人员,熟悉ARM芯片与linux操作系统需要时间花费,研发周期与研发费用值得考虑。第二,如果原来已采用工控机方式开发VC++的 应用程序,将它移植到linux操作系统工作量大。因此,这种开发模式适于做全新开发时采用。

  采用ARM工控板+WinCE操作系统设计

  这是极便捷的开发模式,软件设计更简单。由于采用WinCE操作系统,软件的开发与一般PC机上的开发完全相同。如果原系统采用工控机设计已有成熟可用的软件程序,只需将该程序安装在WinCE操 作系统下即可。这种模式对于旧系统的升级更新非常适用,避免了重复劳动,也节约了研发成本缩短了开发周期。而且,WinCE操作系统的价格非常低。与Windows2000/WindowsXP操作系统的购买成 本比较,几乎可忽略不计。

  从研发角度,ARM工控板+WinCE操作系统模式无疑是极佳的选择。从生产角度,X86架构主板在价格上不及ARM芯片有竞争力,非常适于旧系统的升级换代。

 

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