嵌入式控制器與COM Express聯(lián)合應(yīng)用、共同發(fā)展
出處:王志強(qiáng) 發(fā)布于:2011-07-18 18:47:40
嵌入式控制器:(EC:Embedded Controller)在一組特定系統(tǒng)中,新增到固定位置,完成一定任務(wù)的控制裝置就稱為嵌入式控制器。其實(shí)在計(jì)算機(jī)當(dāng)中就是一個(gè)8位的8051單片機(jī)。嵌入式控制器是一種特殊用途的CPU,通常放在非計(jì)算機(jī)系統(tǒng),如:家用電器。嵌入式控制器是用于執(zhí)行指定獨(dú)立控制功能并具有復(fù)雜處理數(shù)據(jù)能力的控制系統(tǒng)。它由嵌入的微電子技術(shù)芯片來控制的電子設(shè)備或裝置,從而使該設(shè)備或裝置能夠完成監(jiān)視,控制等各種自動(dòng)化處理任務(wù)。
嵌入式技術(shù)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、通信、汽車、國防、航空航天、工業(yè)控制、儀表和辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域。在個(gè)人領(lǐng)域中,嵌入式產(chǎn)品將主要是個(gè)人使用,作為個(gè)人移動(dòng)的數(shù)據(jù)處理和通信軟件。對于企業(yè)專用解決方案,如物流管理、條碼掃描、移動(dòng)信息采集等,小型手持嵌入式系統(tǒng)將發(fā)揮巨大作用。嵌入式系統(tǒng)不僅可以用于ATM機(jī),自動(dòng)售貨機(jī),工業(yè)控制等專用設(shè)備,而且和移動(dòng)通信設(shè)備、GPS、娛樂相結(jié)合。通過EC+模塊既可以實(shí)現(xiàn)普通或者特殊的計(jì)算機(jī)功能,又可以根據(jù)不同人群的不同的需要進(jìn)行定制。

在現(xiàn)代能源日益緊張的情況下,節(jié)能是控制能源的一個(gè)很重要的手段,本系統(tǒng)可以通過ACPI的功能達(dá)到節(jié)能的目的,同時(shí)可以通過EC使得系統(tǒng)的功耗更低。很多情況下可以通過EC完全切斷電源供應(yīng),這樣不但可以降低能耗,而且也是節(jié)省成本的一種手段。
COM Express 是國際工業(yè)電氣協(xié)會(huì)(PICMG)定義的計(jì)算機(jī)模塊標(biāo)準(zhǔn),由幾大嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī)廠商共同制定的一種計(jì)算機(jī)模塊標(biāo)準(zhǔn),類似的標(biāo)準(zhǔn)還有ETX,XTX,Qseven.是一種高度集成的單板計(jì)算機(jī),特別適合于執(zhí)行自定義的工業(yè)計(jì)算機(jī)解決方案,適合于在標(biāo)準(zhǔn)的單板計(jì)算機(jī)因結(jié)構(gòu)或由于缺乏擴(kuò)展性而不適合時(shí)使用,在COM Express 標(biāo)準(zhǔn)里拋棄了之前的低速度PCI,IDE信號(hào),是一個(gè)以全新的高速計(jì)算機(jī)接口為主的標(biāo)準(zhǔn),PCI Express,串行ATA,千兆網(wǎng)口,SDVO及USB3.0將被支持。
可以將EC和控創(chuàng)推出的模塊組合實(shí)現(xiàn)以下功能:
?。?)普通電腦PS/2的鼠標(biāo)鍵盤功能。
?。?)特殊鍵盤和快捷鍵功能,如矩陣鍵盤、特種鍵盤等。支持標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的鍵盤。
?。?)Touch Pad功能,支持PS/2的其他設(shè)備等。
?。?)ACPI的電源和電池管理功能。
?。?)外圍設(shè)備控制功能。
?。?)各種異常情況的保護(hù)功能。
?。?)客戶自定義的OEM命令功能。
以上功能的電路設(shè)計(jì)比較簡單,沒有復(fù)雜的電路。一般嵌入式控制芯片都集成有很多功能模塊,例如總線控制器、矩陣鍵盤控制器、PS/2控制器、Izc控制器、ADC、DAC、PWM等??梢灾苯邮褂眠@些功能模塊實(shí)現(xiàn)所需要的功能。一些功能只需要GPIO,使用EC的GPIO管腳連接即可。
可以采用各種各樣的MCU作為嵌入式控制器,并且有一些廠家生產(chǎn)了專門用于EC的MCU,下面以H8S2149為例簡述其使用。
?。?)H8S2149芯片本身支持LPC總線,因此,可以通過LPC總線來連接MCU到帶有LPC總線的計(jì)算機(jī)模塊上,如控創(chuàng)的ETX-express系列COM Express兼容模塊。當(dāng)然,有很多MCU支持其他總線,所以可以使用有對應(yīng)總線的控創(chuàng)計(jì)算機(jī)模塊。
?。?)這款MCU作為EC控制器,芯片本身支持ACPI的功能。產(chǎn)品可以在切斷外部電源后自己進(jìn)入休眠狀態(tài),損耗的電流更小。
?。?)EC需要根據(jù)實(shí)際情況來編程。一般情況下,通用接口程序需要按照這些接口的協(xié)議來編寫,例如鼠標(biāo)和鍵盤程序、ACPI電源管理程序、SMBUS電池管理程序等。但是,對于非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的功能,在編寫程序時(shí)具有很大的靈活性,可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)命令,如控制設(shè)備是否工作的命令等。
?。?)在編寫程序時(shí),為了使得工作更加方便,需要注意以下幾方面:①程序執(zhí)行的順序需要有一個(gè)清楚的脈絡(luò)。②盡量使用模塊化程序,提高程序的通用性,減少重復(fù)的程序。③弄清楚各種通用接口/總線程序的協(xié)議,寫程序時(shí)遵循這些協(xié)議。④不要讓OEM命令程序干擾其他通用程序運(yùn)行。
總之,使用EC作為計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的功能擴(kuò)充,能夠適應(yīng)人們的多種需求,使得各種設(shè)備的特殊功能定制變得更加容易。
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