嵌入式主板PCM-3499的紡織控制器解決方案

當(dāng)美國(guó)勝家(Singer)公司于1889年發(fā)明了全世界第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)縫紉機(jī)后，開創(chuàng)了紡織縫紉工業(yè)的新紀(jì)元。二戰(zhàn)后，紡織工業(yè)的霸主地位已逐漸被日本所占據(jù)。進(jìn)入21世紀(jì)后，中國(guó)已成為工業(yè)縫紉紡織機(jī)制造業(yè)的新盟主.
如今，市場(chǎng)的發(fā)展期待紡織控制器達(dá)到高智能化、低成本、簡(jiǎn)易維修的標(biāo)準(zhǔn)，由于受芯片技術(shù)、工控主板功能等方面的制約，眾多廠商在為選擇能完全實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能的、價(jià)格低廉的且性能穩(wěn)定的控制板而煩惱。
深藍(lán)宇科技在多年的系統(tǒng)開發(fā)和與客戶進(jìn)行深入探討的過程中，深入了解了紡織控制各方面的性能及對(duì)工控板的要求，基于深藍(lán)宇科技PCM-3499主板成功的為數(shù)量不少的紡織控制廠商開發(fā)出了多款產(chǎn)品，據(jù)了解，相關(guān)產(chǎn)品市場(chǎng)反應(yīng)良好，在實(shí)際應(yīng)用過程中表現(xiàn)出了高性能和高穩(wěn)定性的特征，獲得了各廠商的認(rèn)可。

為了方便更多的客戶進(jìn)行項(xiàng)目選擇，深藍(lán)宇科技特別把基于PCM-3499主板的紡織控制器方面的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來，以供各位廠商參考。

一、PCM-3499主板簡(jiǎn)介

PCM-3499 是一款極高性價(jià)比、尺寸及其緊湊的嵌入式控制模塊。在PC104規(guī)格的板子上實(shí)現(xiàn)了幾乎所有的工業(yè)計(jì)算機(jī)所需要功能。

PCM-3499 板載嵌入式高性能16位處理器，該處理器內(nèi)部為32位RISC架構(gòu)并且與80C186 處理器兼容，具有極高的性能，主頻高達(dá)100MHz，內(nèi)置了100M的以太網(wǎng)，并且支持1MB的SDRAM。其指令與其他X86微處理器兼容。

板上功能包括10/100M高速以太網(wǎng)接口，PC104接口，TFT接口和LVDS接口，VGA 接口,支持標(biāo)準(zhǔn)IDE接口(DOM,普通硬盤)、并口、四個(gè)串口（RS-232 和RS-485 ，四個(gè)串口都可配置為TTL電平接口）、USB接口、DOC接口、PS/2鍵天天、RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘、鐵電,電池后備SRAM非易失性存儲(chǔ)器、看門狗、蜂鳴器接口、通用GPIO、和8/16位兼容的ISA總線等。
在一單片閃存芯片上集成了系統(tǒng)BIOS、1.44M 閃存盤（Flash Flopy Disk -- FFD ，根據(jù)用戶需要可擴(kuò)大成8M閃存）和16點(diǎn)陣二級(jí)漢字庫(kù)，以最少數(shù)量的芯片實(shí)現(xiàn)最小尺寸的模塊的最多的功能。
完全自主開發(fā)的顯示控制器，可以實(shí)現(xiàn)最高1024 768 真彩色高性能顯示效果。
如果需要更多的其他功能可以通過PC/104總線去擴(kuò)展相關(guān)的功能模塊。

二、PCM-3499紡織控制器解決方案系統(tǒng)架構(gòu)

在深藍(lán)宇科技客戶成功開發(fā)的紡織控制器案例中，我們簡(jiǎn)單介紹其中一個(gè)客戶的基于深藍(lán)宇科技PCM-3499的紡織控制器系統(tǒng)方案，我們把此方案的主控制單元分為上、下位機(jī)結(jié)構(gòu)，并由PCM-3499來完成與上位機(jī)的協(xié)同和終端設(shè)備的控制工作。

上位機(jī)主要負(fù)責(zé)人機(jī)交互、文件讀取與解析、部分傳感器信號(hào)的處理；

下位機(jī)主要負(fù)責(zé)輸出控制信號(hào)、協(xié)同工作以及部分傳感器信號(hào)的處理。

三、基于PCM-3499的紡織控制器的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

（一）、通訊信道

PCM-3499板載10/100高速以太網(wǎng)接口，4個(gè)串口，16C550兼容UART ，COM1 為9線RS-232，COM2為9線，COM3 RS-232 或者RS-485 可選，COM4是3線的RS-232 口(TTL和RS232可選) ，提供13路（5V電平）單向數(shù)字I/O通道和4路3.3V電平(5V兼容)，雙向可編程數(shù)字I/O ，8位,16位動(dòng)態(tài)IO總線.
PCM-3499在通訊中可以以RS485或者10/100M以太網(wǎng)接口與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊互聯(lián)，在與終端設(shè)備（電機(jī)、監(jiān)視器等）可以通過串口、ISA總線等進(jìn)行通訊。

（二）數(shù)據(jù)處理分析

PCM-3499的CPU應(yīng)用了RISC的技術(shù)，64bit指令隊(duì)列，5級(jí)流水線，相對(duì)于傳統(tǒng)的CISC 技術(shù)，指令周期短。不分頻的系統(tǒng)時(shí)鐘（386是2分頻），外部時(shí)鐘100MHz，內(nèi)部時(shí)鐘100MHz 。高速內(nèi)存總線（200Mbyte/S），在數(shù)據(jù)通訊應(yīng)用方面可以充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)量吞吐的優(yōu)勢(shì)。8KB的高速緩存。性能高，速度快，經(jīng)過測(cè)試，實(shí)際性能相當(dāng)于486SX-100MHz。
PCM-3499的DOS操作平臺(tái)在486的CPU基礎(chǔ)上可以支持復(fù)雜的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備如步進(jìn)電機(jī)的精密控制。

（三）存儲(chǔ)

DOS操作系統(tǒng)和在此基礎(chǔ)上開發(fā)出來的復(fù)雜應(yīng)用程序本身要占用一定的存儲(chǔ)空間，此外，相關(guān)終端設(shè)備的監(jiān)控信息、上位機(jī)下達(dá)的指令和傳送的相關(guān)資料如紡織圖案等也必須占用一定的存儲(chǔ)空間，這都要求控制器具有一定容量的存儲(chǔ)功能。

PCM-3499 提供了非常完善的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案，BIOS中集成了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能1.44M 或更高容量的Flash 電子盤，用于存貯應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)，對(duì)于小程序及數(shù)據(jù)的用戶不需要另外購(gòu)買DOC或硬盤，就能直接建立完整的應(yīng)用系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)成本。應(yīng)用程序訪問Flash電子軟盤與PC上的訪問普通軟盤一樣，但是訪問速度和重復(fù)壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通軟盤。
由于BIOS提供了對(duì)IDE設(shè)備的直接支持，用戶也可以使用CF卡等大容量存儲(chǔ)設(shè)備，或與電子軟盤交換文件。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)首先查找IDE設(shè)備，并優(yōu)先從IDE設(shè)備引導(dǎo)系統(tǒng)，如果沒有IDE設(shè)備，則從電子軟盤引導(dǎo)系統(tǒng)(同時(shí)提供配制工具可強(qiáng)制從電子軟盤優(yōu)先啟動(dòng))。同時(shí)還提供了DOC電子盤接口，支持8~1G的M-system DOC 電子盤。通過USB接口，支持U盤，可以熱插拔，快速方便數(shù)據(jù)交換方式。

（四）顯示及輸入

在特殊的情況下，用戶可能需要通過人機(jī)交互界面對(duì)下位機(jī)進(jìn)行直接的操作，PCM-3499自帶PS/2鍵盤接口，顯示共享系統(tǒng)SDRAM高速內(nèi)存8MB( 最高32MB) ，支持TFT LCD最高1024 x 768 真彩色，支持LVDS LCD最高1024 x 768 真彩色，支持CRT接口，支持觸摸屏，為客戶提供多種顯示解決方案。

四、開發(fā)方式及編程要點(diǎn)

1、 開發(fā)方式

a、根據(jù)使用習(xí)慣，用戶可以使用TC2.0（本地開發(fā)）、BC3.1（遠(yuǎn)程開發(fā)）、BC4.5（遠(yuǎn)程開發(fā)）開發(fā)程序。

b、根據(jù)使用習(xí)慣，用戶還可以使用DEBUG調(diào)試硬件。

c、開發(fā)好的運(yùn)行程序，可以拷貝到電子盤上（通過TDRF軟件，或者虛擬顯示的COPY命令）

d、 用戶可以使用虛擬顯示來格式化電子盤、傳送操作系統(tǒng)、拷貝文件、察看內(nèi)存等操作。

e、編輯AUTOEXEC.BAT批處理文件，增加鍵盤驅(qū)動(dòng)、顯示驅(qū)動(dòng)、用戶程序命令，以便加電后自動(dòng)運(yùn)行應(yīng)用程序。

2、編程要點(diǎn)

a、以太網(wǎng)：我公司提供全套TCP/UDP/FTP源代碼例子，用戶很容易上手，參見DEMO例子程序

b、485：我公司提供全套中斷方式或查詢方式源代碼。參見DEMO例子程序。

c、FLASH：我公司提供接口程序，可以實(shí)現(xiàn)每小時(shí)更新一次24小時(shí)連續(xù)工作時(shí)，壽命長(zhǎng)達(dá)10年以上，更長(zhǎng)的壽命我們認(rèn)為沒有必要。

d、I/O：開關(guān)量使用IO函數(shù)訪問

e、模擬量：使用雙向PIO擴(kuò)充串行A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，參見PIO例子程序

f、896KB內(nèi)存使用：直接使用即可，不需要特殊技巧，參見DEMO例子程序。

g、文件操作：參見DEMO例子程序。

h、 RTC：參見DEMO例子程序。

用戶可以修改FTP的例子代碼，把存儲(chǔ)文件改為存儲(chǔ)到FLASH中。