基于EP7312的公用信息終端的設計

1 信息終端的總體設計

　　信息終端屬于公用電話領域,在功耗,接入方式,操作方便性等方面都有特殊要求,因此采用標準的嵌入式系統(tǒng)設計。

　　信息終端的處理器選用SoC嵌入式處理器 ARM7系列中的EP7312。處理器采用ARM7TDMI的處理器內(nèi)核,有8k字節(jié)高速緩沖存儲器（CACHE）,支持MMU,帶64路TLB（translation look-aside buffer）;寫緩沖器。超低功耗（典型值）74MHz工作狀態(tài)時為90mW, 18MHz工作狀態(tài)時為30mW,空閑狀態(tài)時為10mW（CPU時鐘停止,其余工作）,掛起狀態(tài)時1 mW（實時時鐘工作,其余停止工作）。

　　操作系統(tǒng)采用NUCLEUS嵌入式操作系統(tǒng)。 NUCLEUS嵌入式操作系統(tǒng)提供源代碼,用戶能夠深入地了解底層內(nèi)核的運作方式,并可根據(jù)自己的特殊要求改動系統(tǒng)軟件。它采用了先進的微內(nèi)核（Micro-kernel）技術,在優(yōu)先級安排,任務調(diào)度,任務切換等各個方面都有相當大的優(yōu)勢,對防止優(yōu)先級倒轉(zhuǎn)等的方面都有一定的獨到之處。而且,能夠結(jié)合 Paradigm,SDS以及 ATI自己的多任務調(diào)試器組成功能強大的集成開發(fā)環(huán)境。另外 NUCLEUS除提供功能強大的內(nèi)核操作系統(tǒng)外,還提供種類豐富的功能模塊。

　　信息終端利用ISDN接入公用互聯(lián)網(wǎng),由于 ISDN交換機有遠供的能力（可以提供1W的電力）,接入終端不需要外接電源,接入方式簡單。這對于一種公用電話的替代產(chǎn)品來說是非常理想的。而且ISDN網(wǎng)性能穩(wěn)定,使用靈活,技術成熟。信息終端可以充分利用ISDN的兩個B通道可以給用戶提供一種公用互聯(lián)網(wǎng)接入方式,在這個平臺基礎上就可以開發(fā)出各種形式的增值服務。

2 信息終端的硬件設計

　　信息終端硬件的核心是終端主板,它負責管理鍵盤掃描、外圍狀態(tài)監(jiān)測等。LCD接口提供 320×240分辨率的顯示屏用以顯示數(shù)據(jù)、圖像,以及與用戶交互信息。另外,由于信息終端屬于公用電話系統(tǒng),還需包含讀卡器板、功能鍵盤板、門開及摘掛機檢測等功能模塊。

　　本系統(tǒng)充分利用ISDN交換機的供電能力,電源板從ISDN線路取電,經(jīng)變換后向主板提供+5V和+3.3V電源。自帶后備電池,保證在線路掉電時,能完成正在進行的操作和保存記錄。主板的原理框圖如圖1所示。

　　EP7312通過總線對FLASH、SDRAM、HFC-S+進行控制。處理器通過對HFC-S+進行控制,實現(xiàn)ISDN 通話及通信的功能。MC145576芯片主要完成ISDN參考模型中的S/T接口和U接口之間轉(zhuǎn)換。主板上集成8M的FLASH存貯空間,分為兩個部分,其中3M作為程序空間,剩下存放和MS- DOS4兼容的文件系統(tǒng)。HFC-S+支持B通道和D通道高級數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）,向外提供GCI總線、FIFO控制等。MC145481 CODEC芯片是一個PCM編解碼芯片,它實現(xiàn)聲音的數(shù)字化和重組。

　　在EP7312的鍵盤掃描各口線上都加上雙向過壓保護二極管BAV99及防短路的電阻,提高了防靜電能力及防短路能力。主板時鐘芯片采用PHILIPS的 PCF8563芯片以防止停振。

3 信息終端的軟件設計

　　本系統(tǒng)的軟件主要分為啟動代碼,芯片驅(qū)動程序設計,操作系統(tǒng)和ISDN協(xié)議棧的移植,應用程序的設計等。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖2。

3.1 啟動代碼的設計
　　啟動代碼在信息終端的設計中是很重要的一環(huán),它是EP7312處理器在冷啟動后首先執(zhí)行的一段代碼,用ARM匯編指令編寫。在這一段程序中要執(zhí)行一些必須的初始化任務 ,例如中斷向量表的初始化、SDRAM控制器初始化、存儲器管理單元（MMU）初始化等等。

　　設置入口指針：啟動程序首先必須定義入口指針,而且整個應用程序只有一個入口指針。

　　設置中斷向量表：ARM7要求中斷向量表必須設置在從0地址開始,連續(xù)8×4字節(jié)的空間,分別是復位、未定義指令錯誤、軟件中斷、預取指令錯誤、數(shù)據(jù)存取錯誤、IRQ、FIQ和一個保留的中斷向量。

　　初始化堆棧和CPU寄存器：系統(tǒng)堆棧初始化取決于用戶使用的中斷,以及系統(tǒng)需要處理的錯誤類型。還需要設置CPU相關的寄存器,以確定系統(tǒng)使用的SDRAM和其它外設芯片的刷新頻率,數(shù)據(jù)總線寬度等信息。