機(jī)械控制系統(tǒng)嵌入式控制芯片研究

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摘要：在現(xiàn)今工業(yè)生產(chǎn)中，芯片以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了較大的進(jìn)步，為產(chǎn)品生產(chǎn)的管理信息化以及過程自動化提供了較為豐富的發(fā)展條件。在本文中，將就基于嵌入式控制芯片在機(jī)械控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行一定的研究與分析。

關(guān)鍵詞：嵌入式控制芯片；機(jī)械控制系統(tǒng)；應(yīng)用

1引言

在現(xiàn)今計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，嵌入式芯片技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。近年來，嵌入式芯片已經(jīng)成為了機(jī)械控制發(fā)展中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，在汽車ABS、可視電話以及ATM等方面獲得了較為廣泛的應(yīng)用。

2嵌入式芯片優(yōu)點(diǎn)

在現(xiàn)今通信以及工業(yè)發(fā)展中，嵌入式芯片的功能逐漸增強(qiáng)，且在重要性方面也獲得了更多的重視，其具有的優(yōu)點(diǎn)有：第一，結(jié)構(gòu)可以擴(kuò)展，能夠以較為迅速的方式在不同設(shè)備當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，以車輛導(dǎo)航為例，正是因?yàn)槠渥陨斫Y(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性，則能夠在導(dǎo)航中隨時獲得車主的位置，具有十分迅速、便利的特征；第二，多任務(wù)能力，在多任務(wù)能力的保障下，嵌入式控制芯片能夠同時對安全防火、防盜系統(tǒng)以及自動抄表等功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。正是由于該種功能的支持，則能夠?qū)σ酝枰斯みM(jìn)行的抄表等任務(wù)進(jìn)行替代，在具有安全特征的同時也獲得了更高的工作準(zhǔn)確性。

3在機(jī)械控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

同其他設(shè)備類型相比來說，數(shù)控設(shè)備是目前嵌入式芯片應(yīng)用較為廣泛的設(shè)備類型。在數(shù)控設(shè)備中，嵌入式控制器所使用的處理器為S3C43B0，芯片內(nèi)核為64位的結(jié)構(gòu)處理器。對于該種處理器而言，具有較低的功耗，一般情況下，非常適合應(yīng)用在對于生產(chǎn)成本要求較高、且敏感程度較高的產(chǎn)品設(shè)計當(dāng)中。在數(shù)控企業(yè)中，所具有的數(shù)控設(shè)備數(shù)量較多，且在生產(chǎn)中相互間具有數(shù)量較大的通信，對此，數(shù)控機(jī)控制系統(tǒng)則對分布式系統(tǒng)控制方案進(jìn)行了設(shè)計，而在該種情況下，PC則在方案中具有著十分重要的意義。同時，對于這部分對嵌入式控制技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的設(shè)備來說，其在以以太網(wǎng)為協(xié)議的基礎(chǔ)上對遠(yuǎn)程診斷以及監(jiān)視等功能進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，在同互聯(lián)網(wǎng)接入的同時獲得了較大的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持。數(shù)控設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)線速度的同步是對加工質(zhì)量進(jìn)行提升的關(guān)鍵內(nèi)容。一般情況下，設(shè)備需要在控制芯片中的控制器對控制算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。對于數(shù)控設(shè)備而言，由于其所應(yīng)用的處理器為64位，對此，則能夠在嵌入式控制器中對該項(xiàng)功能進(jìn)行完成，且能夠在變頻器通信以及芯片監(jiān)測方面進(jìn)行應(yīng)用，以此對工作負(fù)擔(dān)進(jìn)行了較大的降低。同時，該類型處理器在轉(zhuǎn)移性方面也具有較好的表現(xiàn)，能夠掛在總線上作為功能模塊進(jìn)行應(yīng)用。

4技術(shù)發(fā)展要求

4.1信息化與網(wǎng)絡(luò)化

在現(xiàn)今帶寬以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷提升的情況下，以往功能較為單一的機(jī)械設(shè)備在功能上也具有著更為多樣化的特點(diǎn)，且結(jié)構(gòu)也向著復(fù)雜的方向發(fā)展。在該種情況下，就需要芯片制造商能夠在芯片上對更多的功能進(jìn)行集成，軟件方面，則需要通過交叉開發(fā)以及多任務(wù)編程技術(shù)的應(yīng)用對功能的復(fù)雜性進(jìn)行控制，在對程序設(shè)計進(jìn)行簡化的同時實(shí)現(xiàn)軟件質(zhì)量的保證。目前，Intel已經(jīng)多能夠?qū)Ω喙δ艿男酒M(jìn)行了推出，能夠?qū)哂休^多功能的升級進(jìn)行滿足。同時，在該產(chǎn)品中，也對南橋、北橋以及處理器進(jìn)行了集成，能夠?yàn)榭蛻魩砀玫慕M合空間。

4.2網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的情況下，未來嵌入式芯片為了對互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需求進(jìn)行滿足，就需要在硬件上對不同網(wǎng)絡(luò)的通信端口進(jìn)行提供。對于以往的單片機(jī)而言，其不能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)提供給支持，而在新一代嵌入式處理器中，則已經(jīng)對網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行了集成，不僅能夠?qū)A(chǔ)的TCP/IP協(xié)議進(jìn)行集成，且能夠?qū)SB、IrDA以及CAN等功能進(jìn)行支持，且在支持更多功能的同時需要對物理層驅(qū)動軟件以及通信組網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行提供。軟件方面，該芯片系統(tǒng)也對網(wǎng)絡(luò)模塊提供了支持，其通過在設(shè)備上Web瀏覽器的嵌入對不同類型設(shè)備的上網(wǎng)需求進(jìn)行了較好的實(shí)現(xiàn)。

4.3精簡系統(tǒng)內(nèi)核

在嵌入式控制芯片的發(fā)展過程中，其軟硬件在未來將獲得更為緊密的結(jié)合。為了對生產(chǎn)成本進(jìn)行降低、減小功耗，則需要設(shè)計人員能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行盡可能的精簡，在對支持系統(tǒng)功能軟硬件進(jìn)行保留的基礎(chǔ)上保證能夠在最低資源的情況下對功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。對于該種情況，就需要設(shè)計人員能夠?qū)ψ陨淼乃惴ㄟM(jìn)行不斷的改進(jìn)，在對最佳編程模型進(jìn)行應(yīng)用的同時對編譯器的性能進(jìn)行不斷的更新以及優(yōu)化。同時，該種情況對于軟件開發(fā)人員也具有了較高的要求，不僅需要保證其能夠具有較為豐富的知識，還需要能夠?qū)η度胧娇刂菩酒夹g(shù)方面的知識進(jìn)行掌握，以此在對生產(chǎn)成本以及功耗不斷降低的同時對產(chǎn)品的競爭能力進(jìn)行提升。

4.4增強(qiáng)融合

隨著技術(shù)的發(fā)展，嵌入式控制芯片的種類也變得較為多樣。而該種多樣性的存在，也會因此使研發(fā)人員感覺到存在一定的不方便。如果在OS2系統(tǒng)上對相應(yīng)的應(yīng)用程序進(jìn)行開發(fā)，而現(xiàn)在想在OS3上進(jìn)行應(yīng)用，則需要先對其進(jìn)行一定的移植。為了在今后發(fā)展的過程中對該種情況進(jìn)行避免，則需要逐漸向著融合的方向發(fā)展，即建立起一個能夠?qū)λ袘?yīng)用程序進(jìn)行融合的系統(tǒng)，通過融合性的提升增強(qiáng)芯片的應(yīng)用性。

4.5豐富工具

在嵌入式控制芯片開發(fā)的過程中，同操作系統(tǒng)以及開發(fā)工具間的支持是離不開的。隨著帶寬技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息內(nèi)容也向著更為豐富的方向發(fā)展，且在項(xiàng)目上也具有著更為多樣化的表現(xiàn)。在此種情況下，為了能夠?qū)η度胧娇刂菩酒膽?yīng)用需求進(jìn)行滿足，設(shè)計人員不僅需要對具有更強(qiáng)功能的嵌入式處理器進(jìn)行應(yīng)用，還需要通過交叉開發(fā)以及多任務(wù)編程技術(shù)的應(yīng)用對系統(tǒng)功能的復(fù)雜性進(jìn)行控制，以此在對應(yīng)用程序進(jìn)行設(shè)計的同時縮短軟件的開發(fā)周期。

5結(jié)束語

隨著技術(shù)的發(fā)展，嵌入式控制芯片已經(jīng)在很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在上文中，我們對基于嵌入式控制芯片在機(jī)械控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究，具有較好的應(yīng)用價值。

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作者：侯乃夫 單位：裝甲兵工程學(xué)院