W90P710评估板的开发与应用研究

1 华邦W90P710硬件评估板
    目前华邦专门针对710的一款开发板，集成了所有W90P710的功能模块，并配有板级开发包，完善的设计技术和技术支持体系使华邦的710市场变得更为广泛。
    如图1所示，W90P7lO评估板由以下部分组成。

    MCU：标准操作频率为80 MHz，W90P710在ARM7TDMl基础上集成了丰富的片上资源，使成本费用降至最低，同时减少了系统的扩展，减小了产品的体积。
    智能卡：通过EBI总线挂载性价比高、性能可靠的TDA8007芯片，可支持税控卡和用户卡。卡槽在评估板背部。
    存储模块：本设计中存储器通过EBI总线挂载在系统中，内存可达16MB。程序存储器采用8MB的NORFlash，分两个区，第一个分区存储BOOT代码、内核映像和文件系统，第二个分区用来存储数据。为了满足存储大数据的需要，本设计还实现了可插拔式NAND存储器，将数据存储模块与系统主板分离。
    通信模块：W90P710支持3个串口，用户可接扫描枪、VFD模块、调试口及Bluetooth模块等。W90P710内建了1个MAC，只需外加PHY即可组建成一个10／100Mbps的网口，同时内建USB主和USB设备控制器，USB设备可以模拟串口使用。
    显示模块：W90P710内建高分辨率的TFT、STNLCD控制器，支持8位LCD模块，192×64点，支持简单的图形界面．包括菜单和滚动条等。通过SPI接口支持VFD模块显示。
    键盘：支持16键的矩阵键盘和PS2键盘。
    SD卡：支持SD卡操作，卡槽在评估板背部。
    Audio：耳机插槽，可以播放声音。
    Debug模块：采用ICE进行跟踪调试和bootloader的第一次烧录。

2 华邦W90P710的板级支持包
2．1 uClinux在W90P710评估板上的移植
    uClinux主要是针对处理器没有存储管理单元的嵌入式系统而设计的。它保留了Linux的大多数优点：稳定、良好的移植性，优秀的网络功能，对各种文件系统完备的支持和标准丰富的API，编译后目标文件可达几百KB数量级，非常适合嵌入式系统的设计。鉴于uClinux的以上优点，同时由于Linux2．4是非常成熟的版本，本设计使用了uClinux-2．4．20版本的uClinux作为评估板的操作系统。
    在W90P7lO板上移植uClinux的主要步骤：
    ①选择蓝本S3C4510B，然后编译该内核。期间可能会出现编译不能通过的现象，需要选择最小配置和进行适当的调试来解决。
    ②S3C4510B内核编译通过后，直接下载到华邦7lO开发板上运行。由于芯片不同，系统肯定会停止在某个地方，这时需要用ICE或者printk的方法跟踪调试。但由于此时串口是不能使用的，所以printk方法无法使用，可以先针对华邦W90P710写一个简单的屏幕打印串口代码，把这段代码放在／kernel／printk.c的printk函数中。这样就可以用printk跟踪调试了。
    ③修改相应的中断函数。此步骤主要修改arch／armnornmu／kernel／irq．c中的init_IRQ及其头文件，对W90P710的中断控制器进行初始化。
    ④修改相应的tinier函数。在arch／armnommu／kernel／time．c中定义，同时调用arch/ammonmm／mach-w90p710／time．c文件，对应的头文件time．h也要作相应修改。
    ⑤修改irq和timer之后，操作系统基本上可以运行起来。由于串口驱动比较简单且很实用，所以首先针对W90P710进行串口驱动编程，这样一个基本的uClinux内核就可以运行在华邦W90P710评估板上了。
2．2 华邦W90P710评估板各模块驱动
    根据图1的评估板硬件组成，可以给出主要模块的软件驱动。
    智能卡：通过EBI总线挂载性价比高、性能可靠的TDA8007芯片，驱动程序文件为1inux／driver／char／tda8007b_sc．c，驱动程序经过完整的测试，性能可靠，在税控机中广泛应用。
    存储模块：NOR Flash驱动文件在linux／driver／mtd／chips下面，名称为winbond．c，NAND Flash驱动文件在linux/driver／mtd／nand下面，名称为w90p710_hand．c，用户可以按照自己的需要修改驱动程序里面相应的分区。目前华邦710BSP支持yaffs和jffs2两种针对NANDFlash和NORFlash的文件系统。存储模块的驱动进行了大量的模拟掉电等边缘测试，性能良好。
    通信模块：W90P7lO支持3个串口，分别是linux／drlvers／char／w90p710_uart_1．c和w90p710_uart_2．c和w90p710_uart_3．c。W90P710内建了一个MAC，驱动程序为linux／deriver／net／w90p710_mac．c，usb device驱动为linux／drivers／char／w90p710_usb．c。
    显示模块：W90P710内建高分辨率的TFT、STN LCD控制器，驱动程序为linux／drivers／media／vedio／w90p7l0_lcd．c，支持VFD模块显示，驱动程序为linux／driv-ers／media／vedio／w90p710_vfd．c。
    键盘：支持16键的矩阵键盘，驱动程序为linux／drivers／char／w90p710_keypad．c和ps2键盘，驱动程序为linux／drivers／char／w90p710_ps2．c。
    SD卡：支持SD卡操作，驱动程序为linux／drivers／scsi／w90p710_sdio．c。
    Audio：驱动程序为linux／drivers／souod／w90p710_Aodio．c。
    华邦板级开发包所包含的驱动程序都是经过严格的测试，且由广大客户共同维护的，所以程序严谨，性能优越。可以从www．udinux．org网站下载uClinux-dist20051110．tar．gz，以获得华邦W90N740、710系列的板级开发包。
2.3 交叉编译器制作
2.3.1 构建交叉编译器组件
    要构建交叉编译器．需要构建GNU套件中的3大组件：
    Binutils：包含基本的二进制工具，如汇编器、链接器和Size、Strip等相关工具。二进制工具主要是一些用于构建应用程序的核心组件和用来构建、操作目标机器执行格式的工具。例如，Strip工具用来移除目标文件或者应用程序的符号表、调试信息以及其他“无用”的信息。
    Gcc：编译过程中的主要组件。Gee包括C预处理器和编译器，用来将C代码转换为目标CPU的汇编语言。
    Gcc还在整个过程中担当着接口作用，调用相应的预处理器、编译器、汇编器和链接器。
    uClibe：标准C库。为了能够应用于嵌入式目标而设计，在交叉编译器中，体积小，更加友好。
    此外还需要有目标操作系统的头文件。这些是在构建应用程序时，如果要访问所有操作系统级的函数和系统调用所必需的。对于uClinux，获得头文件是相当容易的，可以拷贝现存的头文件。
    目前，华邦板级开发包提供2种交叉编译器，分别是根据组件Gcc版本号命名。一个是用来编译内核以及所有C语言程序的arm_tools3．O，另一个是专门用来编译C++程序的arm_tools3，3．4，两个版本的编译器除了 Gcc版本不同外，uClibc版本也不相同。具体比较如表1所列。

2.3.2 构建交叉编译器步骤
    现在的交叉编译器已经能够提供安装脚本文件，无须手动分别制作了。这在很大程度上给用户提供了方便，但是使我们对编译器的理解程度大大较低。
    首先，应从www.uclinux．org／pub／uClinux/uclinux-elf-too1s／下载相应的源码包和安装脚本文件build_uclinux-tools．sh。然后按要求修改好适合自己的目录和选项，运行sh build uclinux_tools．sh build即可。
    值得注意的是，并不是所有的软件包都能一次性编译通过，它受到用来编译它的编译器版本的因素等制约，所以制作交叉编译器需要有一定的调试能力。另外在交叉编译器完全制作好后，用其编译出来的程序能不能很好地运行在开发板上也是一个问题，这需要用户不断地修正uClibc等组件的程序来适应自己的开发板。
2.3.3 板级支持包提供的主要应用程序组件
    目前在华邦BSP里面有TestApp文件夹，里面包括了所有的驱动测试程序样例和目前比较流行的开源Linux组件程序，例如mysql、boa、pppoe等。这些已经移植到W90P710评估板上，而且严格测试过，用户可以直接做应用。

3 华邦W90P710的应用
3.1 华邦W90P710在税控收款机上的应用
    基于W90P710的税控收款机的设计方案具有嵌入式操作系统、图形化操作界面、网络处理、MODEM通信和文件操作等，产品扩展方便。使用大屏幕LCD显示屏，实现了较好的人机界面。独有的数据保护电路，实现高可靠性、高抗干扰性，确保税务数据的生成、存储、传递万无一失。其硬件结构图如图2所示。

3.2 华邦W90P710在远程监控上的应用
    监控系统一般可分为实时监控和触发模式监控两种，可以根据具体的情况设计合适的监控方式。如果采用实时监控，则将占用较多网络资源，成本相对较高，而采用触发模式的运行成本较低。
    触发监控终端被触发后，开始拍摄图片；同时其内部的嵌入式控制模块完成Internet的接入(包括拨号、PPP和TCP／IP协议的处理等)，并把拍摄到的图片数据经打包后发送给控制中心主机；控制中心主机登录到Internet上后，运行服务器端软件就可以浏览由监控点发来的图片。其硬件结构图如图3所示。

4 总 结
    本文针对华邦最新推出的W90P7lO芯片，从硬件和软件两个方面对其评估板进行了研究。这款芯片接口丰富，很好地满足了当前复杂多变的嵌入式应用的要求，此外华邦还提供了板级支持包，有着丰富的底层驱动，包括网络、USB、串口、键盘、SPI、I2C、并口、智能卡和各种NOR／NAND Flash驱动，可以很容易地开发出相应的产品，节省了工程师的宝贵时间，为企业降低了成本。