网络环境下大型机械装备的嵌入式监控技术研究硕士学位论文.doc

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1、学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在 年解密后适用本

2、授权书2、不保密囗 。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 年 月 日导师签名： 年 月 日毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

3、按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书

4、本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及

5、格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选

6、等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月

7、 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3

8、、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日毕业设计(论文)任务书学生姓名 专业班级 电子0802班 指导教师 工作单位 武汉理工大学 设计(论文)题目: 网络环境下大型机械装备的嵌入式监控技术研究 设计（论文）主要内容：1、探讨了ARM9微处理器外设的功能及系统方案的实现问题。2、研究了Linux操作系统代码的功能、各相关指令的作用、Bootloader程序的原理以及相关应用层驱动程序的设计。3、结合ARM和Linux操作系

9、统强大的网络连接功能，通过移植BOA服务器程序及编写相关的CGI程序，在软件平台上搭建WEB服务器，实现网络环境下的数据传输。4、研究了整个系统实现网络环境下的远程监控存在的问题及相关的解决方案和展望。要求完成的主要任务:1、设计ARM9和Linux操作系统组成的嵌入式系统通过搭建WEB服务器实现数据网络传输功能。2、通过设计A/D及D/A电路实现数据采集及数据传输功能。3、研究在网络环境下整个监控系统对大型机械装备监控的实时性、准确性和稳及改进措施。4、撰写毕业设计（论文），不少于15000字，并不少于12张设计图纸。要求阅读相关考文献不少于15篇，其中英文文献不少于5篇。翻译与选题有关的外

10、文参考文献不少于20000印刷符。 必读参考资料：1、基于ARM嵌入式Linux应用开发与实例教程，林晓飞，刘彬，张辉，清华大学出版社，20072、潘伟森，基于网络的嵌入式远程监控系统的设计与实现，华东交通大学硕士论文，20083、张恒宇，大型机械设备远程监测分析系统的设计与研究，大连理工大学硕士论文，20074、David Seal. ARM Architecture Reference Manual Addison-Wesley ，2000指导教师签名 系主任签名 院长签名(章)_ 摘要 随着计算机网络技术的广泛应用，以及通信技术和控制技术的发展，传统的工业控制领域正经历着一场前所未有的变

11、革，开始向网络化方向发展。该设计从工业控制网络发展的需要出发，研究了以ARM、Linux、嵌入式WEB服务器为核心的嵌入式远程监控系统，实现了嵌入式设备与Internet的连接，并通过WEB服务器页面进行远程访问和控制，做到了远程监控。 本设计的系统主要由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统以S3C2440A嵌入式微处理器作为硬件平台核心，外扩64M NAND Flash和SDRAM构成最小系统。在此基础上扩展了以太网接口、RS232接口，构成嵌入式远程监控系统的硬件系统。 选择遵循GNU协议的嵌入式Linux操作系统作为软件平台。进行了系统启动引导程序BootLoader的设计，实现系统上

12、电后硬件的初始化及Linux内核的运行；然后简要分析Linux的启动过程，根据具体的硬件环境对内核进行了裁剪，实现了内核向硬件平台的移植；为系统定制了针对NAND FLASH设计的可读写的YAFFS嵌入式文件系统；接着根据本系统硬件配置要求，为系统编写并添加了网络驱动和A/D转换驱动程序，为上层应用程序的开发提供了方便的接口。在监控终端软件设计中，首先在开发平台上移植了BOA服务器；然后对BOA服务器进行了相关参数的配置；编写了CGI程序，实现了通过动态WEB页面对系统进行远程监控以及数据采集的功能。 最后对系统进行了测试，远程监控端以IE浏览器对其进行监测，对整个系统进行功能验证，结构表面系

13、统运行完好，达到了预期设计目标。成功构建了一个基于网络的嵌入式远程监控系统。关键词：嵌入式系统，ARM ，Linux，WEB服务器 Abstract With the development of the extensive application of computer network technology, and communications technology and control technology, the traditional industrial control field is experiencing an unprecedented change to the d

14、irection of the network development. The design from the needs of industrial control network development as the core of the ARM, Linux, embedded WEB server embedded remote monitoring system, embedded devices and the Internet connection, and remote access through the WEB server page control, so that

15、achieve the remote monitoring. The design of the system is mainly composed by two parts of the hardware and software systems. Hardware system S3C2440A embedded microprocessor as the core of the hardware platform of foreign expansion 64M NAND Flash and SDRAM minimum system. On this basis, extend the

16、Ethernet interface, RS232 interface, constitute the Embedded Remote Monitoring System hardware system. The GNU agreement embedded Linux operating system as the software platform. System boot loader BootLoader design, implementation on the system after initialization of the hardware and the Linux ker

17、nel running in the electricity. and then a brief analysis of the Linux boot process, cutting the kernel depending on the hardware environment, the kernel to the hardware platform transplantation.system custom designed for NAND FLASH the YAFFS embedded file system can read and write. then under the s

18、ystem hardware configuration requirements for the system to write and add a network drive and A / D converter driver for the upper layer application the procedure developed provides a convenient interface. BOA server monitoring terminal software design, development platform transplant. then the BOA

19、server configuration of the relevant parameters. to write CGI programs, to achieve dynamic WEB pages on the system for remote monitoring and data acquisition. Finally, system testing, RMON client to the IE browser to its monitoring of the entire system functional verification, the intact structure o

20、f the surface of the system is running, to achieve the desired design goals. Successfully constructed a web-based embedded remote monitoring system.Keywords: embedded systems, ARM, Linux WEB server目录1 绪论1.1 前言1.2 国内外相关技术背景及课题研究意义1.3 本文研究的目的及研究内容1.3.1 研究目的1.3.2 研究内容1.4 本文结构安排2 系统方案总体设计2.1 总体框架设计2.2 硬

21、件系统设计概述2.3 软件系统设计概述2.3.1 系统软件设计2.3.2 应用软件设计2.4 本章小结3 硬件系统设计3.1 概述3.2 硬件系统模块划分3.3 主板电路设计3.3.1 S3C2440A 微处理器简介3.3.2 NAND FLASH电路设计3.3.3 SDRAM 电路设计3.3.4 JTAG 接口电路设计3.3.5 网络接口电路设计3.4 接口板电路设计3.4.1 RS-232 串口通讯模块电路设计3.4.2 电源管理方案3.4.3 复位看门狗电路设计3.6 本章小结4 软件系统开发平台的构建4.1 嵌入式 Linux 操作系统4.2 嵌入式 Linux 系统的交叉编译环境4.

22、3 BootLoader 移植4.3.1 BootLoader 概述4.3.2 BootLoader 的启动过程分析4.3.3 Vivi 的代码分析与移植4.4 Linux 操作系统的移植4.4.1 内核移植4.4.2 编译内核4.5 YAFFS 文件系统的移植4.5.1 YAFFS 文件系统介绍4.5.2 YAFFS 文件系统的移植步骤4.5.3 使用 YAFFS 文件系统作为根文件系统4.6 烧写 Vivi、内核、文件系统4.7 本章小结5 嵌入式驱动程序开发5.1 Linux 设备驱动概述5.2 设备驱动程序的主要组成5.3 Linux 网络驱动程序开发5.3.1 以太网技术5.3.2

23、以太网的工作原理5.3.3 嵌入式处理器的以太网接口5.3.4 嵌入式 Linux 以太网驱动程序体系结构5.3.5 CS8900 网卡设备驱动5.3.6 CS8900 网卡驱动的加载5.4 S3C2440A A/D 转换驱动设计5.4.1 S3C2440A 的 A/D 转换寄存器5.4.2 A/D 转换的底层操作函数5.4.3 A/D 采样驱动的初始化函数5.4.4 A/D 转换的模块卸载函数5.4.5 A/D 转换驱动的测试5.5 总结6 嵌入式 WEB 服务器及监控终端软件设计6.1 嵌入式 WEB 服务器的实现6.1.1 Boa 服务器的简介6.1.2 Boa 服务器的移植6.2 远程

24、监控与 CGI 编程6.2.1 CGI 技术及工作原理6.2.2 远程监控与 CGI 处理6.2.3 CGI 程序设计6.3 本章小结7 系统集成测试7.1 测试环境与方法7.2 功能测试7.3 性能测试8 总结8.1 工作总结8.2 工作展望参考文献附录A 主板电路图附录B 接口板原理图附录 C S3C2440A A/D 转换驱动源代码附录 D CGI 程序源代码致谢1 绪论1.1 前言 随着信息技术的发展和数字化产品的普及，以及高性能32位嵌入式微处理器的出现，以计算机技术、芯片技术和软件技术为核心的嵌入式系统成为当前研究和应用的热点，计算机正向着通用计算机和嵌入式计算机系统分工发展。通信

25、，计算机，消费电子技术（3C）合一的趋势正在逐步形成，无所不在的网络和无所不在的计算机正在把人们带到一个崭新的信息时代。计算机技术也在进入一个叫“后PC技术”的时代。1.2 国内外相关技术背景及课题研究意义 得益于现代信息的高速传播，无论在国内还是国外，32 位嵌入式微处理器已然成为高性能嵌入式系统的主流处理器。抛去知识产权不说，在高性能嵌入式系统的应用开发方面，国内国外的发展水平差别并不是很大。目前较高端的研究开发方向主要集中在基于 3G 的无线手持智能设备上。目前其主要应用于一些高端的无线手持智能平台和一些带有微控制器的智能家电上。在日益信息化的现代社会中，计算机和网络已经全面渗透到日常生

26、活的每一个角落。对于我们每个人，需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档、进行工作管理和生产控制的计算机“机器”，各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机。早在 80 年代，国际上就有一些 IT 组织、公司开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发。进入二十一世纪，信息化、智能化、网络化的飞速发展，为嵌入式系统技术的更新和完善提供了更好的服务和支持。美国著名未来学家尼葛洛庞帝 1999 年 1月访华时预言，45 年后嵌入式智能（电脑）工具将是 PC 和因特网之后最伟大的发明；我国著名嵌入式系统专家沈绪榜院士 1998 年 11 月在武汉全国第 11 次微机学术交流会上发表

27、的计算机的发展与技术一文中，对未来 10 年以嵌入式芯片为基础的计算机工业进行了科学的阐述和展望。1999 年世界电子产品产值已超过 12000 亿美元，2000年达到 13000 亿美元，2005 年以后，以嵌入式系统为基础的信息产业已经成为世界第一大产业。如今，人们的生活已经和网络紧密联系，这也对嵌入式技术提出了新的挑战，“设备即网络”是“后 PC”时代对嵌入式系统的客观要求。例如：在智能家居系统中，可以通过智能终端设备掌上电脑，实现对信息家电的远程控制，信息家电也可将设备的状态信息自动发送给目标设备。嵌入式动态技术的核心任务是：通过在互连的嵌入式设备之间交互信息，达到对嵌入式设备进行监控

28、，并将反馈信息自动上传给主控设备的目的。通过应用嵌入式动态 Web 技术，还可以在信息家电中实现访 Internet、收发 E-mail等功能。Internet 一向是一个胖服务器、瘦客户机的技术。嵌入式技术发展得很快，使 Web服务器可以运行于用闪速存储器作为大容量存储设备的单片计算机上，称为“瘦服务器”和“瘦客户机”的嵌入式服务器，这些紧缩的技术使嵌入 Web 服务器软件的智能设备可以被 Web 浏览器去访问。应用这些小型化的廉价解决方案可将普通的电器或设备改造为全功能的 Internet 电器，使上网的电器能够被远程控制、诊断以及提供智能服务，大大提高电器的性能。同时，WWW 也慢慢的走

29、向大众的生活，这样使得嵌入式系统工作于 Web 上会有很大的好处，如让用户通过 Web 浏览器来配置设备，或让设备用 Web内容来报告状态。 嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，具有高可靠性、低成本、严要求、综合性强的专用计算机系统，它主要由嵌入式微处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，集软硬件于一体，能够独立工作。同时，嵌入式系统具有实时性好，稳定性强等特点。随着网络技术的广泛应用和以计算机技术、通信技术为主的信息技术的高速发展，信息家电、医疗仪器、智能汽车、工业控制、通信设备等各个领域，都已和嵌入式系统息息相关。在监控领域，嵌入式网络监控系统是目前研究的重点，它采

30、用嵌入式实时多任务操作系统，性能稳定可靠，有着无比广阔的市场需求和发展前景。目前，在嵌入式操作系统中，嵌入式具有相当多的优点，它内核稳定，功能强大并且可裁减，完全开放源代码便于进行二次开发。在 32 位嵌入式应用中，ARM 微处理器因其低功耗、高性能等突出优点己成为移动通讯、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案实事上的标准。顺应趋势开发基于网络的嵌入式远程监控系统，该系统以嵌入式和嵌入式硬件平台等主流技术为基础，以嵌入式 Web 服务器为应用核心，提供了一种通用性强且成本低的远程监控解决方案，这种方案不仅应用前景广阔，而且对推广嵌入式的应用有积极的意义。1.3 本文研究的目的及研究内容1.

31、3.1 研究目的 网络监控虽然有非常光明的前景，但是在现阶段却受制于生产成本过高、市场需求小、标准不统一等问题，发展速度缓慢。因此，要使网络监控产品能够真正进入工业领域，在生产过程中得到普及以发挥其应有的作用，必须走一条循序渐进的道路。要从价格合理的产品做起，慢慢地培养起一个市场空间，最终实现理想中远程监控发展目标。本文将提出一种通用性强、生产成本低、具有良好市场发展前景的解决方案，基于ARM9 微处理器为核心，嵌入式 linux 为作为软件平台构建 Web 服务器，该服务器可供远程计算机登陆采集现场设备的数据、设置现场设备的状态、并进行远程控制，该系统为远程监控提供了一个通用平台，在此基础上

32、通过适当扩展可以实现生产过程中各种数据的采集，以及状态监控，以减少人力成本，提高工作效率。1.3.2 研究内容本设计主要研究4方面的内容：根据系统功能要求进行方案分析与器件选型，构建嵌入式远程监控系统的硬件平台；构建嵌入式操作系统软件平台。采用嵌入式 Linux 在实现的硬件平台上构建嵌入式操作系统，包括 BootLoader 的设计、Linux 内核的移植，以及文件系统的制作；研究 Linux 设备驱动的工作原理和开法方法，开发基于 CS8900 网路控制器的驱动程序；编写 S3C2440AA/D 转换驱动，实现对系统电压的实时采集； 嵌入式 Web 服务器的构建，分析了 Boa 服务器的体

33、系结构，进行了 Boa 服务器的移植，并在原有的基础上对它进行了配置。通过编写 CGI 代码，实现了基于 Web 服务器的远程监控功能。1.4 本文结构安排本论文的组织结构安排如下：第一章：绪论。介绍了本课题的来源、研究目的意义，国内外的技术背景，最后介绍了课题的研究目的和内容。第二章：系统方案总体设计。针对本项目的需求，设计适合本项目的软硬件方案，进行可行性研究，确定整个系统设计方案。第三章：硬件系统设计。可靠的硬件系统是整个嵌入式远程监控系统可靠运行的基础。本章中对本课题的硬件系统设计进行了详细的介绍，首先对系统硬件模块的划分进行了介绍，然后重点介绍了各个硬件模块电路的具体设计。第四章：软

34、件系统开发平台的构建。介绍了嵌入式 Linux 操作系统环境的构建，包括 BootLoader 的设计、Linux 内核的移植，以及文件系统的制作；第五章：嵌入式 Linux 驱动程序的开发。研究 Linux 设备驱动的工作原理和开法方法，开发基于 CS8900 网路控制器的驱动程序；编写了 S3C2440A A/D 转换驱动，实现对系统电压的实时采集；第六章：嵌入式 Web 服务器及监控终端软件设计。分析了 Boa 服务器的体系结构,进行了 Boa 服务器的移植，并在原有的基础上对它进行了配置。通过编写 CGI 代码，实现了基于 Web 浏览器的远程监控功能。第七章：系统集成测试。根据设计要

35、求搭建了测试环境，对本系统的功能和性能进行了测试。第八章：总结与展望。结合本文和所做的项目，给出了一定的总结，并为更一步完善系统提出了下一步的工作展望。2 系统方案总体设计 本章首先对系统总体结构进行了设计，对系统功能的实现作出了一个总体规划。然后介绍了系统的硬件和软件结构，为后面对系统每个部分进行详细的设计做了一个准备工作。2.1 总体框架设计 本系统采用以 ARM、Linux、嵌入式 Web 服务器三大技术为中心的解决方案：整个系统采用一个 32 位高性能的嵌入式处理器 S3C2440A 和嵌入式 Linux 操作系统，在该处理器上实现并运行 Web Server，形成一个用户可以通过网络

36、浏览器进行远程访问的服务器，用户可以通过 Internet 登录服务器，对现场设备群进行远程监控和管理。本文从监控设备的网络化出发，利用现场总线、嵌入式系统和 Internet 技术的优势，设计了一种基于 B/S（Browser/Server）模式、具有高可靠性和高安全性的嵌入式远程监控系统架构，整个系统的结构框图如图 2-1 所示。 图2-1 嵌入式系统总体框图2.2 硬件系统设计概述嵌入式微处理器是整个系统的核心，因此首先要确定系统的嵌入式微处理器。ARM架构的微处理器具有体积小、低功耗、低成本、高性能等特点，因而在嵌入式领域得到广泛应用。嵌入式网络监控系统要求能够实时采集现场数据并通过网

37、络实时传输，数据运算量大对处理器要求高。根据上述的基本要求，系统微处理器芯片采用三星公司的 ARM 微处理器 S3C2440A，该芯片采用了 ARM920T(16/32-bit RISC CPU)内核，内部带有全性能的 MMU(Memory Managent Unit)，适用于设计移动手持产品设备，具有高性能、低功耗、接口丰富和体积小等优良特性。整个系统硬件原理框图如图 2-2 所示。 图2-2 系统硬件原理框图2.3 软件系统设计概述2.3.1 系统软件设计鉴于嵌入式 Linux 强大的网络支持功能，选用其作为系统软件平台。构建嵌入式Linux 系统的工作主要包括建立交叉编译环境、引导程序

38、BootLoader 的设计、Linux 内核移植、文件系统的构建。系统软件结构见图 2-3 所示。图2-3 系统软件结构2.3.2 应用软件设计 系统的应用软件设计基于嵌入式 Linux 操作系统平台，整个系统应用软件根据功能分为：底层驱动和上层应用软件，其中底层驱动软件主要完成了对 CS8900 网卡驱动的编写，以实现嵌入式监控系统连接 Internet 的功能，以及 S3C2440AA/D 转换驱动编写，实现对系统电压的实时采集；上层应用软件主要编写基于嵌入式 Web 的 CGI 程序实现远程数据采集和控制功能。2.4 本章小结 本章首先介绍了监控系统总体框架设计，接着描述了监控系统硬件

39、开发平台的主要构成，并阐述了基于该硬件平台的依据和优势。然后设计了基于嵌入式 Linux 操作系统的软件结构，阐述了系统所要完成的功能。 3 硬件系统设计3.1 概述 嵌入式硬件对整个嵌入式系统的可靠性具有至关重要的作用，在进行硬件设计时，要遵循一定的原则来进行设计，才可能使系统达到最优，减少出错率。3.2 硬件系统模块划分 根据嵌入式工业网络控制器的功能，以及基于系统的可靠性、稳定性及可扩展性考虑，系统硬件采用主板接口板的设计架构。其中主板包括：ARM 核心 S3C2440A、NAND FLASH、SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory）

40、、JTAG（Joint Test Action Group）接口、以太网通讯模块；接口板包括：RS-232 串口通讯模块、电源模块、复位看门狗电路模块。3.3 主板电路设计 本系统采用三星公司 S3C2440A 芯片作为处理器，选用三星 32M 的 K4S561632C 两个芯片组成 32 位数据总线作为 SDRAM；NAND FLASH 选用三星 64MB FLASH1208芯片作为程序和数据的存储器。3.3.1 S3C2440A 微处理器简介 ARM9 内核的 CPU S3C2440A，其主要性能有： 采用了 ARM920T 内核，内核时钟可到 400MHZ； a.支持 SDR SDRAM

41、 和 NAND FLASH； b.具有 3 个 UART； c.具有 I2S/AC97 CODEC 接口； d.具有 SD/MMC HOST 接口； e.具有触摸屏接口； f.具有片上 RTC； g.支持 HOST USB1.1 和 Device USB1.1； h.片上电源管理模块； i.具有 PWM 和 WATCHDOG 模块等 j.芯片封装：289pin 的 FBGA 封装； 综合以上诸多因素，该处理器完全可以满足嵌入式工业网络控制器的要求，含有LCD 控制器和触摸屏接口，方便了人机界面的设计。含有 MMU 单元，可以移植 Linux操作系统，保证了控制器的高效性和稳定性。3.3.2 N

42、AND FLASH电路设计 闪速存储器（Flash Memory）是一类非易失性存储器，即使在供电电源关闭后仍能保存片内信息；而诸如 DRAM、SRAM 这类易失性存储器，当关闭供电电源后，片内信息随即丢失。Flash Memory 集其它非易失性存储器的特点：与 EPROM（Erasable Programmable ROM）相比较，闪速存储器具有明显的优势，系统上电可擦除和可重复编程，而不需要特殊的高电压；与EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）相比较，闪速存储器具有成本低、密度大的特点，其独特的性能使其广泛地运用于包括嵌入式系统在内的各个领域。 本系统选用三星公司的 FLAS