0 引言
隨著縫制設備生產企業的技術升級，綜合使用嵌入式系統技術、運動控制技術以及機電一體化技術的智能縫制設備已成為發展重點。該類設備均采用了以嵌入式軟硬件技術為主、集光機電氣控制技術為一體的智能控制系統，具有操作簡單的特點，能高效、精密地完成復雜的縫制任務。由于嵌入式系統是知識產權的核心，也是傳統縫制設備信息化的改造關鍵。故對基于WINDOWS CE(簡稱為WINCE)的智能縫制設備嵌入實時操作系統的定制與實現進行研究。
1 縫制設備嵌入式系統體系結構
該類控制系統主要面向花樣機、開袋機等需要圖形操作界面的中高端縫制設備，能根據用戶預先編制好的縫制數據自動控制機電部件完成縫制任務。與低端設備的單CPU控制模式相比，該類系統采用多CPU并存的主從分布式結構。嵌入式系統采用主控系統+運動控制子系統的結構，如圖1。
基于功能的系統層次劃分使各子系統可分別采用滿足其自身需求的專用軟硬件，既簡化設計又保證性能。例如主控系統用于處理圖像顯示、文件管理、任務調度等，可采用較為通用的嵌入式軟硬件；而運動控制子系統主要是接收數據并實時控制機電部件，因此需要采用專業化運動控制件及相關軟硬件技術?；谠擉w系結構的縫制設備嵌入式系統主要具有4個特點：1)主系統可采用X86、ARM等高性能嵌入處理器，運動控制子系統采用專用控制芯片，如FPGA、CPLD等；2)主、從系統通過通信接口實時通信，協同完成縫制任務；3)主系統采用嵌入實時操作系統作為基礎軟件平臺；4)主系統支持網絡化、圖形化數據加載與縫制任務管理等。
由于運動控制系統主要解決基于專業硬件的多維高速插補運動及相關控制問題，與主控系統松散耦合。因此，主要研究主控系統嵌入實時軟件平臺的定制、擴展及其優化技術等。
2 串縫制設備嵌入式系統體系結構
智能縫制設備的嵌入式系統除了體積小、資源受限等特點外，還需要滿足快速啟動、圖形界面、實時控制、特殊設備驅動等要求。綜合考慮系統的功能、研發成本及自主技術等因素，系統基礎軟件選擇WINCE操作系統。
2.1 WINCE定制與優化
1)內核裁減。WINCE的內核定制可以通過Platform Builder(以下簡稱PB)工具來完成。PB具有成熟的集成開發環境，包括一系列開發工具、上下文菜單、工具欄和快捷鍵。通過PB可以根據不同的硬件配置、不同的應用場合來定制、剪裁WINCE.net操作系統，最終生成操作系統內核鏡像文件。因此，內核裁減的主要工作在于確定應用需求，并完成應用需求與內核選項的映射。根據縫制設備嵌入式系統的圖形化啟動、模塊實時加載、網絡化支持、串口通信、文件存儲與管理等功能，在裁減過程中需要支持核心運行庫支持，C Librariesand Runtimes；顯示驅動支持，Geode／MediaGX；標準輸入設備(鼠標鍵盤等)支持，Input Devices；USB總線支持，USB Host；文件系統支持，Fat filesystem；串行通信支持，Serial等選項，并對其相關子項進行細化。在裁減內核的基礎上，通過對相關庫文件的裁減也可以減少系統所需存儲空間。另外，通過精簡、優化系統，定制后系統的啟動時間也從通用WINCE系統的90多秒縮短到20秒左右(硬件平臺為500MHzCPU、128MB內存的PC104板時，約需30s)。
2)功能擴展。縫制設備集光機電氣等多種技術于一體，外圍I／O設備種類豐富，因此擴展操作系統內核實現對非通用硬件的驅動非常重要。目前，主要采用內核模式和模塊模式方式來擴展操作系統。為提高系統穩定性，采用內核方式支持擴展設備。在內核模式下，每次添加新的軟件功能時均要求開發人員修改操作系統源碼并重新編譯、生成新的內核。在核心態模塊中，依照WINCE系統的驅動模型，開發人員通過編程可以完成對特定設備I／O、中斷、時鐘等的驅動。實際應用證明，基于該方式的WINCE內核功能擴展非常有效。
[1][2]下一頁>>
相關信息 
推薦企業 推薦企業
推薦企業
您所在的位置：
