基于arm9的嵌入式工控机设计报告(编辑修改稿)

基于arm9的嵌入式工控机设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

围内调节，能够满足那些需要工作在 300mW 以下的功 耗优化的移动设备的要求；以及满足那些需要 2020 Dhrystone MIPS 的性能优化的消费类应用的要求。 因此采用 ARM CortexA8 处理器设计嵌入式工业控制计算机可以实现工控机的高性能、低功耗、低成本、小体积的要求。 二、控制要求 （一） 主处理器 主频要求 400MHz，支持 DDR2 存储器，低功耗，满足工业温度条件 － 40℃～ 80℃。 （二） 存储器 128MB DDR2 SDRAM， 1GB NAND Flash，符合工业温度条件 － 40℃～ 80℃。 （三） 扩展支持 大 容量 SD 储存卡 以及多路 GPIO，数字输入输出。 （四） 通信接口 两路 百 兆工业以太网接口； 4 路高速串口； 两路 接口，一路主机 ，一路从机。 （五） 调试支持 一路调试串口。 （六） 电源支持 支持宽电压范围供电（ DC9V～ DC30V）。 （七） 工业环境 温度条件（ 40℃～ 80℃）、湿度条件（ 5～ 95% RH）及“三防”（防水、防霉、防尘）。 三、 设计方案论证 （一） 处理器选择 ARM9 飞思卡尔生产的 ARM 9 处理器有两个系列， 系列和 系列。 以ARM926EJS 为主处理器，支持 128MB DDR2 同步动态随机存储器， 1GB NAND 闪存储器，一路 10/100Mbps 自适应工业以太网接口， 2 路 CAN（控制器局域网络）总线接口， 4 路高速串口， 1 路调试串口， 2 路 接口，大容量 SD（同步动态）存储卡以及多路 GPIO（通用输入输出），满足工业要求温度条件（－ 40℃～ 85℃），且满足湿度条件与三防。 但是 只有一路 10/100Mbps 以太网接口，不满足设计要求。 而另一方面 在价格上不占优势，所以对比选择用 sam9x25。 ARM9 TI 生产的 ARM9 处理器有 6 个系列： AM1810， AM1808， AM1806， AM1802， AM1707，AM1705。 6 AM1802 主频为 300MHz，支持 128MB DDR2 SDRAM 存储器， 1GB NAND Flash 存储器， 1 路10/100Mbps 自适应工业以太网接口， 无 CAN 总线接口， 4 路高速串口， 1 路调试串口， 1路 接口，大容量 SD 存储卡以及多路 GPIO，并支持宽电压范围供电（ DC9V～ DC30V）。 温度条件（－40℃～ 90℃）、湿度条件（ 5～ 95% RH）及“三防”（防水、防霉、防尘） ，但不支持 LCD。 AM1806 主频为 456MHz，支持 128MB DDR2 SDRAM 存储器， 1GB NAND Flash 存储器， 无10/100Mbps 自适应工业以太网接口， 无 CAN 总线接口， 4 路高速串口， 1 路调试串口， 1路 接口，大容量 SD 存储卡以及多路 GPIO，并支持宽电压范围供电（ DC9V～ DC30V）。 温度条件（－40℃～ 90℃）、湿度条件（ 5～ 95% RH）及“三防”（防水、防霉、防尘 ）。 AM1808 和 AM1810 主频 都 为 456MHz，支持 128MB DDR2 SDRAM 存储器， 1GB NAND Flash存储器， 1 路 10/100Mbps 自适应工业以太网接口， 无 CAN 总线接口， 4 路高速串口， 1 路调试串口， 2 路 接口，大容量 SD 存储卡以及多路 GPIO，并支持宽电压范围供电（ DC9V～DC30V）。 温度条件（－ 40℃～ 90℃）、湿度条件（ 5～ 95% RH）及“三防”（防水、防霉、防尘）。 综上， AM1802 由于主频不满足 400MHz， 2 路 接口， 2 路 100 兆以太网接口而 淘汰， AM1806则由于没有以太网接口， AM1808 与 AM1810缺少一路以太网接口而淘汰， AM1707则因为不支持 128MB DDR2 SDRAM 以及 1GB NAND Flash 而弃用。 （二）存储器选择 系统使用的存储器是 DDR2 和 NAND Flash， NAND Flash 用于保存系统映像文件及系统配置信息等掉电不可丢失的信息， DDR2 用于程序运行及运行变量信息掉电可丢失。 但如果其中任何数据出现错误都会给系统带来不可预知的后果，所以需要确保其稳定可靠。 目前生产 DDR2 和 NAND Flash 的半导体厂家 有海力士（ SK hynix），三星，美光（ Micron）等。 其中海力士生产的 DDR2 主要服务于消费产品其使用温度范围是 0℃～ 85℃，因此不适合本次设计要求。 考虑到 三星生产的工业级 DDR2 使用不多，应该存在某些潜伏的问题。 美光的工业级 DDR2 温度范围有 40。