Blackfin处理器及嵌入式mClinux在数据采集系统中的
前言
本文引用地址：http://www.amcfsurvey.com/article/201609/303527.htm在数据采集系统中，数字处理是系统核心内容之一;然而随着科技发展，越来越多的功能需求使得采集系统的外设也越来越复杂，外设通讯和驱动编写成为一项复杂和繁琐的工作。以应用为中心的嵌入式系统为此类需求提供了一个良好的解决方案，能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗的严格要求。 ADI公司的Blackfin系列处理器将嵌入式微控制器和DSP融为一体，取二者之长，提高了系统工作效能，大大降低了成本。同时，多线程的实时嵌入式操作系统也可增强采集系统的实时性、稳定性。对开发者来说， Blackfin处理器和mClinux的结合很有吸引力。
系统结构及硬件平台
本数据采集系统主要由2个数据采集通道、1个触发通道、ADC转换及存储电路、DSP及FPGA控制部分组成，并包含有以太网、RS232接口、USB、TFT液晶显示部分。系统硬件平台原理框图如图1所示。
信号从采集通道进入，经过信号调理电路进入ADC，被转换后的数字信号即进入FPGA、DSP进行数字控制处理。经过DSP处理过的信号，可送至其它外设以显示、存储，或通讯。
图1 系统硬件原理框图
BF531为系统的核心部分之一，供电电压3.3V，内核电压1.2V，为了使系统能够开机自动从FLASH中启动，设置BMODE为00，即从外部存储器启动。FPGA、片外SDRAM、FLASH，以及USB和液晶直接和BF531通过地址线、数据线相连。
系统中应用了TFT LCD液晶显示模块FG050605DNC，该LCD控制简单，只有RGB每色5个共15个信号，以及数据使能、数据时钟和行频、场频控制信号。LCD晶直接由DSP控制，DSP的Timer1、Timer2提供行、场频信号，PPI口传输数据，由FPGA提供时钟，配置mClinux开辟一块 framebuffer作为显示数据存储区，配合Linux下的液晶驱动，即可工作。
软件设计
由于DSP中运行的是基本上已经成熟的算法和控制流程，所以软件设计的主要工作为在DSP中嵌入操作系统。
U-Boot的移植
U-Boot的移植主要分为两个层面，一个是对CPU的移植，一个是针对Board的移植。U-Boot中已经有大量可直接下载到某些开发板上的程序，为了减小工作量，可选一个最接近自己设计的开发板来进行修改。本设计中采用了stamp目标板。
具体如下：
(1) 拷贝board下面的文件夹stamp，重命名为mybf531，作为即将要修改配置的目标板。拷贝cpu下面的文件夹bf533，重命名为bf531，作为将要修改的cpu bf531。再将board和bf531文件夹中所有关于stamp板的文件名及包含头文件等改为mybf531;将所有关于bf533的文件名及包含头文件等改为bf531。注意文件间的依赖关系，确定是该添加文件还是修改文件，并记录文件改动。
(2)Makefile文件
在u-boot根目录下的makefile文件中添加bf531和mybf531的编译规则，如下：
ifeq ($(CPU),bf531)
OBJS += cpu/$(CPU)/start1.o
OBJS += cpu/$(CPU)/interrupt.o
OBJS += cpu/$(CPU)/cache.o
OBJS += cpu/$(CPU)/cplbhdlr.o
OBJS += cpu/$(CPU)/cplbmgr.o
OBJS += cpu/$(CPU)/flush.o
OBJS += cpu/$(CPU)/init_sdram.o
endif
mybf531_config : unconfig
@./mkconfig $(@:_config=) blackfin bf531 mybf531
(3)include/configs/mybf531.h
板子的功能配置信息大都在include/configs/mybf531.h中，故拷贝stamp.h并修改其中的启动信息和配置信息。重点修改部分如下：
时钟信息：
#define CONFIG_CLKIN_HZ
11059200
#define CONFIG_VCO_MULT
36
#define CONFIG_SCLK_DIV
5
FLASH信息：
#define CFG_MAX
FLASH_SECT 67
#define CFG_ENV_ADDR
0x20004000
#define CFG_ENV_SIZE
0x2000
#define CFG_ENV_SECT_SIZE
0x2000
#define CFG_FLASH_ERASE_
TOUT 30000
#define CFG_FLASH_ERASE_
TOUT 30000
SDRAM信息：
#define CONFIG_MEM_SIZE
128
#define CONFIG_MEM_ADD_
WDTH 11
#define CONFIG_MEM_
MT48LC64M4A2FB_7E 1
其它配置信息
#define AMBCTL0VAL
0xBBC3BBC3
#define AMBCTL1VAL
0x99B39983
#define VDSP_ENTRY_ADDR
0xFFA00000
并将板子上不需要的功能的宏定义作相应设置。
(4)Board的移植
检查board/mybf531/ 中所有文件，首先将board和cpu的相关stamp.h、stamp.c改为bf531.h和mybf531.c，并检查其文件的设置、包含的头文件和宏定义是否正确。在board/mybf531/config.mk中，找到
TEXT_BASE = 0x03FC0000
PLATFORM_CPPFLAGS += -I$(TOPDIR)
修改其中的TEXT_BASE值为SDRAM的最大地址与CFG_MONITOR_LEN之差。
(5)CPU的移植
检查cpu/bf531/ 中所有文件，首先将board和cpu的相关stamp.h、stamp.c改为bf531.h和mybf531.c，并检查其文件的设置、包含的头文件和宏定义是否正确。
cpu/bf531/cpu.c文件的修改主要在于配置SDRAM页的大小属性，设置ICPLB、DCPLB、cache的状态设置， icplb_table和dcplb_table和其相应属性的修改。
(6)其它
在以下文件夹中找到下面函数，检查并根据具体要求修改
init_IRQ() cpu/bf531/ints.c
flash_init() drivers/cfi_flash.c
env_init() common/env_flash.c
init_baudrate() lib_blackfin/board.c
serial_init() cpu/bf531/serial.c
console_init_f(); common/console.c
display_banner(); lib_blackfin/board.c
checkboard(); board/stamp/stamp.c
timer_init(); cpu/bf531/interrupts.c
至此，U-Boot的修改配置基本完成，重新编译U-Boot代码，将得到的u-boot.bin通过JTAG口下载到目标板，如果能够通过串口输出启动信息，表明移植基本成功。其间仍需多次修改。移植成功后可相应对功能进行增删。
评论