高級(jí)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在自動(dòng)化儀器儀表中的應(yīng)用儀器與測(cè)控中國(guó)自動(dòng)化黃頁(yè)免費(fèi)登錄認(rèn)刊贈(zèng)書(shū)自動(dòng)化博覽高級(jí)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在自動(dòng)化儀器儀表中的應(yīng)用甘肅工業(yè)大學(xué)電信學(xué)院甘肅蘭州730050王梅陳希平蘭州石化公司自動(dòng)化研究院甘肅蘭州730060張傳張巖的指導(dǎo)思想說(shuō)明軟硬件設(shè)計(jì)和選型的方法并給出在線質(zhì)量?jī)x表通用控制器的設(shè)計(jì)實(shí)例化儀器儀表1 嵌入式系統(tǒng)與自動(dòng)化儀器儀表1.1 嵌入式系統(tǒng)及其發(fā)展嵌入式系統(tǒng)ebedded syste 是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)適用于對(duì)功能可靠性成本體積功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)它的最大特點(diǎn)在于能夠根據(jù)特定用戶的需求對(duì)軟硬件進(jìn)行合理裁剪具有功耗低體積小集成度高等特點(diǎn)有利于整個(gè)系統(tǒng)的小型化提高系統(tǒng)的智能化和網(wǎng)絡(luò)化程度嵌入式計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了基于芯片的嵌入式系統(tǒng)以單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用為代表標(biāo)準(zhǔn)總線的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如std 總線

ve總線p 總線的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)高性能嵌入式微處理器在嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用幾個(gè)發(fā)展階段計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展使得高性能嵌入式微處理器應(yīng)用成為當(dāng)前的熱點(diǎn)而實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)正成為這應(yīng)用中的重要核心部分它與當(dāng)前智能控制網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的進(jìn)步融合對(duì)業(yè)界產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響也推動(dòng)了嵌入式系統(tǒng)飛速發(fā)展1.2 自動(dòng)化儀器儀表與嵌入式系統(tǒng)高級(jí)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用使儀器儀表將傳感測(cè)量補(bǔ)償計(jì)算工程量處理與故障診斷等功能集于身并能充分利用網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的優(yōu)勢(shì)完成遠(yuǎn)程維護(hù)遠(yuǎn)程控制故障預(yù)報(bào)等以前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能在這其中芯片總線接口技術(shù)成為儀器儀表的內(nèi)核嵌入式系統(tǒng)成為技術(shù)的代表并由此形成了儀器儀表行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)2 儀器儀表中高級(jí)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)2.1 注意要點(diǎn)實(shí)時(shí)性好特定用戶通常對(duì)獲取結(jié)果的時(shí)間延遲有明確限制設(shè)計(jì)時(shí)必

須充分考慮這因素可靠性高作為核心部件嵌入式系統(tǒng)的損壞常造成系統(tǒng)的癱瘓帶來(lái)無(wú)法估量的損失因此要求有較高的可靠性集成度高出于開(kāi)發(fā)效率和占用空間方面的考慮要求嵌入式系統(tǒng)要有較高的集成度功耗低某些移動(dòng)設(shè)備便攜式設(shè)備等需要電池供電決定了系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)有更低的功耗環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)自動(dòng)化儀器儀表的工作環(huán)境往往是不可控的特別是熱沖擊光強(qiáng)電磁場(chǎng)等因此應(yīng)考慮到對(duì)于這些干擾的防護(hù)措儀器與測(cè)控高級(jí)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在自動(dòng)化儀器儀表中的應(yīng)用自動(dòng)化博覽業(yè)內(nèi)史冊(cè)全國(guó)信息與自動(dòng)化技術(shù)推廣應(yīng)用大會(huì)文集9 月出版施2.2 開(kāi)發(fā)過(guò)程（1 ）目標(biāo)產(chǎn)品的功能分析及定義嵌入式系統(tǒng)的主要目標(biāo)是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集還是進(jìn)行控制是否需要顯示界面需要顯示時(shí)是以圖形方式還是文本方式顯示是否需要與其他的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換如需要選擇何種方式何種協(xié)議儀器儀表的各項(xiàng)主要性能指標(biāo)定

義（2 ）根據(jù)需要的功能來(lái)確定硬件設(shè)備和軟件（3 ）嵌入式系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)可以分為以下幾個(gè)層次對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行直接控制的軟件開(kāi)發(fā)沒(méi)有用戶圖形界面的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)基于圖形界面的通用應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)在基礎(chǔ)應(yīng)用軟件上的高層開(kāi)發(fā)很多開(kāi)發(fā)環(huán)境主要應(yīng)用于第層次因此開(kāi)發(fā)可以不在目標(biāo)機(jī)上進(jìn)行而在p 機(jī)上或p 的模擬環(huán)境中進(jìn)行3 高級(jí)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬件和軟件的設(shè)計(jì)與選型3.1 硬件選型在選擇高檔嵌入式微處理器時(shí)要綜合考慮其性能功耗價(jià)格供貨保證開(kāi)發(fā)工具的配備以及工程師過(guò)去對(duì)這種處理器的經(jīng)驗(yàn)和軟件的支持等因素同時(shí)兼顧產(chǎn)品的整體成本而不要只看到某部件有時(shí)個(gè)快速而廉價(jià)的pu可能意味著外設(shè)成本的成倍增加3.2 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)的選擇實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)rtos采用微內(nèi)核技術(shù)設(shè)計(jì)追求靈活性可配置可裁剪可擴(kuò)充可移植強(qiáng)實(shí)時(shí)和高可靠性有適應(yīng)各種主流pu的版本非常

適合儀器儀表的高級(jí)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用目前主要有integrated syste systes ltd 公司的qnx 等許多頗具實(shí)力的軟件公司也加入了這行列推出bbbbbbs e （1 ）評(píng)價(jià)個(gè)rtos般可以從任務(wù)調(diào)度機(jī)制內(nèi)存管理任務(wù)通訊最小內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)任務(wù)切換時(shí)間最大中斷禁止時(shí)間等幾個(gè)方面來(lái)衡量（2 ）在選擇軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)時(shí)結(jié)合開(kāi)發(fā)目標(biāo)和系統(tǒng)功能還應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境所用編程語(yǔ)言的類(lèi)型以或等通用語(yǔ)言為佳提供的開(kāi)發(fā)工具包是否完備等實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)圖形功能的支持提供的圖形用戶接口是否滿足需求實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能通信功能的支持這對(duì)于實(shí)現(xiàn)儀器儀表網(wǎng)絡(luò)化目標(biāo)十分重要4 應(yīng)用實(shí)例蘭州煉化公司自動(dòng)化研究院為了研制新型質(zhì)量?jī)x表和現(xiàn)有儀表的升級(jí)換代綜合分析了油品質(zhì)量指標(biāo)分析儀光譜儀工業(yè)色譜儀近紅外分析儀并充分考慮現(xiàn)實(shí)需求和采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的正壓防

爆裝置對(duì)控制器的需求提出了開(kāi)發(fā)高級(jí)通用控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如下（1 ）質(zhì)量?jī)x表通用控制器主要用于為分析器實(shí)現(xiàn)分析提供需要的電氣條件并采集數(shù)據(jù)記錄輸出結(jié)果主要功能有測(cè)量包括溫度壓力流量等的測(cè)量控制要求控制器能靈活實(shí)現(xiàn)各種控制功能以應(yīng)用于特定儀表輸入與輸出多功能智能化在線質(zhì)量?jī)x表必須能夠接收控制中心發(fā)出的指令以多種方式向控制中心輸出狀態(tài)信息及檢測(cè)結(jié)果并即時(shí)顯示圖形綜合分析質(zhì)量?jī)x表主要性能指標(biāo)的要求提出通用控制器的技術(shù)指標(biāo)ad 12 位8 路雙端/16 路單端可程控電壓型ad da 12位2 路電壓型da顯示640 ×480vga液晶平板顯示器板信號(hào)功率板通用控制器執(zhí)行元件分析器嵌入式計(jì)算（2 ）通用控制系統(tǒng)主要由嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)io板和所需的信號(hào)調(diào)理板功率驅(qū)動(dòng)等信號(hào)功率板組成見(jiàn)圖1 由于開(kāi)發(fā)周期及開(kāi)發(fā)成本的限制嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主板選用商業(yè)化

嵌高級(jí)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在自動(dòng)化儀器儀表中的應(yīng)用儀器與測(cè)控中國(guó)自動(dòng)化黃頁(yè)免費(fèi)登錄認(rèn)刊贈(zèng)書(shū)自動(dòng)化博覽入式計(jì)算機(jī)針對(duì)儀表的功能自行設(shè)計(jì)部分信號(hào)調(diào)理板功率驅(qū)動(dòng)等專(zhuān)用接口板根據(jù)技術(shù)指標(biāo)的要求嵌入式計(jì)算機(jī)主要配或以上顯示器640 x 480 vga 液晶平板顯示器經(jīng)過(guò)比較控制系統(tǒng)軟件采用qnx 實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)以充分利用其體積小實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)提高系統(tǒng)可靠性主程序（photon圖形界面）面板鍵盤(pán)服務(wù)程序儀表功能服務(wù)程序儀表io服務(wù)程序如圖2 所示通用控制器軟件由4 個(gè)部分組成主程序是唯運(yùn)行在圖形界面的程序用phab開(kāi)發(fā)完成主要任務(wù)是顯示分析結(jié)果儀表狀態(tài)及參數(shù)輔助輸入儀表運(yùn)行參數(shù)顯示操作提示并完成系統(tǒng)運(yùn)行管理是其它幾類(lèi)程序的調(diào)度程序和管理程序儀表io服務(wù)程序用以完成系統(tǒng)的低級(jí)io操作的執(zhí)行后臺(tái)運(yùn)行直接接受主程序的管理和調(diào)度面板

鍵盤(pán)服務(wù)程序以中斷方式管理儀表面板鍵盤(pán)地位和運(yùn)行方式類(lèi)似io服務(wù)器程序針對(duì)個(gè)別儀表的特殊功能設(shè)計(jì)專(zhuān)用服務(wù)程序以后臺(tái)方式運(yùn)行通過(guò)進(jìn)程間通訊直接接受主程序的管理和調(diào)度由于通用控制器針對(duì)的是質(zhì)量?jī)x表系列故界面的總體風(fēng)格應(yīng)該保持致其界面和控制程序必須模塊化且具有定的組態(tài)功能（3 ）設(shè)計(jì)完成的在線質(zhì)量?jī)x表通用控制系統(tǒng)具有智能化的優(yōu)點(diǎn)并且較靈活采用通用控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)新型在線質(zhì)量?jī)x表時(shí)只需根據(jù)儀表的特殊硬件接口要求制作相應(yīng)的信號(hào)接口板在通用控制器軟件提供的接口函數(shù)中編制儀表的特殊運(yùn)行邏輯并設(shè)置顯示變量即可完成種儀表控制器的設(shè)計(jì)這類(lèi)新型儀表具有界面美觀操作簡(jiǎn)便功能多樣的特點(diǎn)并且可以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)對(duì)智能儀表的需求業(yè)出版社， 1998.

中國(guó)單片機(jī)公共實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)站www.bolsyste.o.

會(huì)議消息2001年全國(guó)工控機(jī)技術(shù)交流會(huì)暨fis 專(zhuān)題論壇征文通知2001年9 月在四省舉行全國(guó)工控機(jī)技術(shù)交流會(huì)暨fis 專(zhuān)題論壇主題為我國(guó)工控產(chǎn)業(yè)的困難機(jī)遇與前景會(huì)議由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主辦重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所承辦征文范圍1 ）工控技術(shù)及工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向2 ）我國(guó)工控產(chǎn)業(yè)的困難機(jī)遇與前景分析3 ）智能控制網(wǎng)絡(luò)4 ）現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表與系統(tǒng)5 ）工業(yè)控制實(shí)時(shí)軟件6 ）企業(yè)控制網(wǎng)與信息網(wǎng)的集成技術(shù)7 ）工控標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用8 ）工控新系統(tǒng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與應(yīng)用9 ）我國(guó)工控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展策略二征文要求1 ）論文律按工業(yè)控制計(jì)算機(jī)雜志論文格式撰寫(xiě)包括中英文題目中英文摘要作者姓名所在單位郵政編碼2 ）每篇論文不超過(guò)6000字摘要200 字關(guān)鍵詞最多12個(gè)字3 ）論文要求用計(jì)算機(jī)打印式兩份附寄磁盤(pán)歡迎用eail投稿4 ）論文內(nèi)容未公開(kāi)發(fā)表5 ）

自留底稿錄用與否均不退還三重要日期征文截止日期2001年7 月10日錄用日期2001年8 月10日四聯(lián)系地址重慶1506信箱重慶工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所科研處聯(lián)系人呂靜此次論文集將委托工業(yè)控制計(jì)算機(jī)雜志社出版錄用論文并作者到會(huì)將發(fā)給論文證年下半年專(zhuān)版主題增刊全國(guó)信息與自動(dòng)化技術(shù)推廣應(yīng)用大會(huì)文集