嵌入式车道收费机

嵌入式车道收费机

第35卷 第4期2005年12月

航空计算技术

AeronauiticalComputerTechnique

Vo.l35No.4Dec.2005

嵌入式车道收费机

张 斌,李 凯

(广东省电子技术研究所,广东广州

510630)

摘 要:随着越来越多的收费公路建成通车,收费站计算机系统的性能急需改进。因为收费车道工作环境恶劣,灰尘、电磁干扰严重,使得现有收费系统的故障率较高。本文介绍了一种基于开源Linux操作系统的嵌入式收费机,它在稳定性和经济实用性方面优于现有的基于Windows操作系统的车道工控机,该嵌入式车道收费机将逐步取代现有的车道工控机(IPC)。关键词:嵌入式;车道收费机;总线;开源Linux

中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1671-654X(2005)04-0032-03

引言

嵌入式收费专用计算机采用PCI结构,集成了声卡、显卡、视频捕获卡、硬盘控制器、软盘控制器、字符叠加器、并行口、串行口、USB控制器、PS/2接口、Eth-ernet控制器、BootROM、FlashROM和SDRAM(或EDORAM),为了保证控制板断电后系统时钟不复位,主板上还集成了纽扣电池及时钟保持电路,利用带电池的

RAM盘保护车道数据(断电时保护现场),同时提供4个CPCI扩展槽以备扩展。收费车道外设通过串口/并口/USB/音频口/视频口/RJ45接口和收费机相连。

脚相连(每个PCI主设备拥有各自独立的REQ、GNT引脚)。

本嵌入式收费专用机PCI总线仲裁器和所有PCI主设备的REG、CNT引脚相连。

1.3 IDE控制器

目前硬盘普遍采用IDE接口,IDE硬盘的传输模式有两种:PIO和DMA。PIO方式由CPU来进行控制,CPU的资源会被大幅占用;DMA方式由IDE芯片组中的DMA控制器来管理硬盘与总线间的数据传输,可快速传输数据,传输时不需中断CPU的工作。读操作时硬盘将数据传送到IDE控制器,IDE控制器再将数据通过PCI总线传送到内存;写操作时IDE控制器响应来自其他PCI主设备的请求,并将收到的数据写入硬盘。

目前最常见的几款集成了IDE控制器的南桥芯片包括IntelICH2、VIAVT686B、AliM1535D+等,这些芯片组都集成了两个独立IDE控制器,每个控制器可接驳两个IDE设备(分别为主设备和从设备)。

1 系统总线设计

1.1 总线

与传统PC机总线相比,嵌入式收费机删除了不

再使用的ISA,SoundSets芯片组采用PCI结构,采用UltraDMA方式驱动硬盘。收费机同时增加了FlashROM、BootROM、视频捕获等功能,利用16C55扩展了多达10个串口。

1.2 PCI总线仲裁器

PCI设备分为PCI主设备和PCI目标设备,PCI主设备可以主动发起交易(读/写),PCI目标设备只能被动地响应PCI主设备的请求(读/写)。为了防止不同的PCI主设备同时发起交易而造成冲突,PCI主设备在需要发起交易时通过REQ引脚向仲裁器发出请求,仲裁器通过GNT引脚通知PCI主设备是否可以拥有总线。每个PCI系统可以有一个或多个PCI主设备,每个PCI主设备和PCI总线仲裁器通过REQ、GNT引

收稿日期:2005O07O18

1.4 DMA控制器

DMA(直接内存访问)是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。在这种工作方式中,DMA控制器从

CPU完全接管对总线的控制,数据交换不经过CPU而直接在内存和I/O设备间进行。DMA控制器在传送结束时以中断方式通知CPU。

嵌入式收费机包括两对(四个)DMA控制器,一对集成在PCI北桥中负责内存和PCI总线交换数据(一个负责PCI-to-Memory,另一个负责Memory-to-

作者简介:张 斌(1971O),男,陕西洋县人,研究方向为智能交通产品、锂电能源管理产品。

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