一款基于S3C2440A的銀行評(píng)價(jià)器的設(shè)計(jì)

摘要：提出了一種以S3C2440A為核心處理器的銀行評(píng)價(jià)器的設(shè)計(jì)方案，并結(jié)合XILINX公司的XL95144XL型CPLD，輔助S3C2440A，實(shí)現(xiàn)該銀行評(píng)價(jià)器的各部分功能以及系統(tǒng)信號(hào)之間的相互協(xié)調(diào)。該評(píng)價(jià)器在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采用液晶屏顯示，代替了以往簡(jiǎn)單的數(shù)碼管電路的顯示模式，在視覺(jué)上給人以全新的享受。同時(shí)，評(píng)價(jià)器增加了新的網(wǎng)絡(luò)供電方式，只要將評(píng)價(jià)器連接上網(wǎng)絡(luò)就可以正常工作，方便了客戶(hù)的使用。總之，此款銀行評(píng)價(jià)器采用了嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，大大豐富了系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)一個(gè)銀行評(píng)價(jià)器設(shè)計(jì)的新突破。
關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；S3C2440A；XL95144XL；銀行評(píng)價(jià)器

信息技術(shù)是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，電子信息產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)于促進(jìn)社會(huì)就業(yè)、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式和維護(hù)國(guó)家安全具有十分重要的作用。隨著電子產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用成為越來(lái)越多企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的首選之一。人們也在不同的行業(yè)和領(lǐng)域體會(huì)到了嵌入式系統(tǒng)的強(qiáng)大。
伴隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，銀行系統(tǒng)也廣泛采用了大量的電子設(shè)備。作為窗口服務(wù)行業(yè)的銀行，如何留住客戶(hù)，提高服務(wù)質(zhì)量就成為銀行重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一。因此，通過(guò)建立直接客觀的服務(wù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，服務(wù)人員能更了解自己的客戶(hù)，彌補(bǔ)自身的不足，挖掘潛在的需求，推出更溫馨的服務(wù)。顧客意見(jiàn)是改善服務(wù)的基準(zhǔn)，尊重顧客意見(jiàn)是贏得信任的重要途徑，重視服務(wù)質(zhì)量，加強(qiáng)服務(wù)措施現(xiàn)已得到了窗口服務(wù)行業(yè)
的共識(shí)?；谶@樣的理由，銀行評(píng)價(jià)器的出現(xiàn)就成為了必要。
早期出現(xiàn)的銀行評(píng)價(jià)器多以簡(jiǎn)單的數(shù)碼管顯示數(shù)字兼伴隨簡(jiǎn)單的幾個(gè)語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)一次客戶(hù)的評(píng)價(jià)過(guò)程，方式過(guò)于簡(jiǎn)單，而且每個(gè)評(píng)價(jià)器之間相互獨(dú)立，無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源共享，這就給整個(gè)銀行窗口服務(wù)系統(tǒng)帶來(lái)了很多不便。后面又逐漸引入了單片機(jī)這樣的微處理器，仍會(huì)有些功能單一，直到嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)，采用以嵌入式系統(tǒng)為基礎(chǔ)來(lái)開(kāi)發(fā)的銀行評(píng)價(jià)器，大大改觀了它以前單一的功能。
這里提出一種基于S3C2440A和XL95144XL開(kāi)發(fā)的銀行評(píng)價(jià)器的設(shè)計(jì)方案。

1 ARM9簡(jiǎn)介
ARM微處理器是一款高性能、低功耗的32位微處器，它被廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中。ARM9代表了ARM公司的主流處理器，已經(jīng)在電子、電氣、通信、國(guó)防等行業(yè)有了廣泛的應(yīng)用。其中，以三星ARM9嵌入式處理器S3C2410、S3C2440為基礎(chǔ)所研發(fā)的嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)表現(xiàn)極為出色，而且S3C2410、S3C2440嵌入式系統(tǒng)提供很多開(kāi)放型軟件，不做任何技術(shù)保留，可以說(shuō)這兩款是國(guó)內(nèi)目前開(kāi)放嵌入式產(chǎn)品中用得非常廣泛的嵌入式微處理。

2 銀行評(píng)價(jià)器硬件設(shè)計(jì)
一個(gè)銀行評(píng)價(jià)器最基本的功能就是：客戶(hù)前來(lái)辦理業(yè)務(wù)——柜員按“開(kāi)始”按鈕——語(yǔ)音問(wèn)候“歡迎光臨”——客戶(hù)辦理業(yè)務(wù)完畢——柜員按“結(jié)束”按鈕——語(yǔ)音提示“您好，請(qǐng)對(duì)我的服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)”——客戶(hù)按鍵進(jìn)行評(píng)價(jià)。當(dāng)然伴隨著嵌入式的發(fā)展，一個(gè)銀行評(píng)價(jià)器不僅僅在聲音上給客戶(hù)留下好感覺(jué)，同樣也開(kāi)始講究視覺(jué)效果，同時(shí)還可以根據(jù)每個(gè)銀行各自的需要增加其他的功能。下面就是本文設(shè)計(jì)的一
款A(yù)RM9銀行評(píng)價(jià)器，硬件部分的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2．1 嵌入式最小系統(tǒng)
該部分的電路是以ARM9微處理器為核心，外圍增加相應(yīng)的存儲(chǔ)器，能夠?qū)崿F(xiàn)嵌入式操作系統(tǒng)的基本運(yùn)行。選用S3C2440A微處理器作為CPU處理器，K9F1208 NAND flash芯片為擴(kuò)展EPROM存儲(chǔ)器，2片HY57V561620作為擴(kuò)展的SDRAM，1片XL95144XL型號(hào)的CPLD與CPU配合使用。另外再設(shè)置2路晶振電路，一路晶振為16．934 4 MHz，并在CPU里經(jīng)過(guò)分頻，用來(lái)給CPU提供工作頻率；另外一路為32．768 kHz，給S3C2440的REAL TIME CLOCK提供工作頻率。
嵌入式最小系統(tǒng)電路這部分最核心的元件就是S3C2440A和XL95144XL。
S3C2440A是三星公司推出的16／32位RISC微處理器，最高可以工作在400 MHz的工作頻率下。它采用了ARM920T的內(nèi)核，功耗低，使用簡(jiǎn)單，內(nèi)部具有系統(tǒng)管理器、NAND啟動(dòng)引導(dǎo)、CACHE存儲(chǔ)器等，提供了60個(gè)中斷源，154個(gè)通用I／O端口、液晶屏／觸摸屏接口以及其他相關(guān)的數(shù)據(jù)通信口等。
其次比較重要的元件就是XILINX公司的XL95144XL。XL95144XL是一款高性能低功耗的3．3 V工作型CPLD。在很多的嵌入式系統(tǒng)中，CRLD是必不可少的一部分，它可以起到一些協(xié)調(diào)控制和分配處理的作用。CPLD硬件電路是由很多不同功能塊組成，軟件部分通常用VHDL或Verilog HDL編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。
2．2 電源電路
電源電路主要給各部分硬件電路提供各自所需的工作電壓。S3C2440A微處理有2個(gè)工作電壓3．3V和1．3V，而液晶屏的工作電壓為13.6V左右，如果不提供一個(gè)可靠的工作電壓，就無(wú)法保證產(chǎn)品的工作性能。所以在這部分，采用兩套電壓供電的方式，一個(gè)是直接通過(guò)1個(gè)5V直流電源直接提供工作電壓，第2個(gè)是采用了網(wǎng)絡(luò)供電方式，這個(gè)方式就是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)方式，由直流輸出的MODEM通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)口插頭供電給電路，這個(gè)電壓通常是48 V直流信號(hào)，因此要通過(guò)1個(gè)電源模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換成為5 V直流電壓，同時(shí)采用了，TI公司的一款電源處理器TPS6515 0轉(zhuǎn)換得到13．6 V的液晶屏工作電壓。
圖2是5 V直流電壓轉(zhuǎn)換為3．3 V的電路，圖3是3．3 V轉(zhuǎn)換為1．3 V的電路。

2．3 液晶顯示電路和觸摸屏電路
本文中介紹的銀行評(píng)價(jià)器采用了液晶屏動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)信息和畫(huà)面，相比于以往的數(shù)碼管單一顯示數(shù)字的方式而言，大大提高了視覺(jué)效果。
液晶屏選用TRULY公司的一款兩路背光13．6 V供電的TFT液晶屏，該液晶屏融合了圖像顯示和觸摸屏的功能。液晶屏顯示電路主要是要提供給液晶屏合適的工作電壓，該液晶屏需要多路電壓共同供電，其中就要提供VGH、VGL、VCOM電壓實(shí)現(xiàn)背光以及液晶屏顯示電源等。
觸摸屏電路部分較為簡(jiǎn)單，只有1個(gè)4針接口，通過(guò)該接口把觸摸位置的X、Y坐標(biāo)值通過(guò)電信號(hào)的方式傳輸給S3C2440A進(jìn)行處理，然后在顯示屏上把該觸摸點(diǎn)位置顯示出來(lái)，或執(zhí)行相應(yīng)的功能。圖4為觸摸屏接口電路。

2．4 音頻電路
銀行評(píng)價(jià)器中，音頻電路是必不可少的一部分。聲音音質(zhì)的好壞也是判斷評(píng)價(jià)器質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一個(gè)指標(biāo)。設(shè)計(jì)一個(gè)音頻電路要主要考慮的一點(diǎn)就是該音頻電路的功率問(wèn)題。根據(jù)客戶(hù)的要求，設(shè)定該電路的最大功放功率為0．7 W。選用UDA1341這款音頻功放，它的驅(qū)動(dòng)能力比較強(qiáng)，在持續(xù)供電的情況下，可以不加其他的功放直接驅(qū)動(dòng)耳機(jī)，音質(zhì)較好，沒(méi)有雜音現(xiàn)象。除此之外，音頻電路還提供了喇叭外放功能。音
頻電路部分的電路圖如圖5所示。

3 銀行評(píng)價(jià)器軟件設(shè)計(jì)
銀行評(píng)價(jià)器的軟件開(kāi)發(fā)，主要涉及兩大部分的軟件編程：一是嵌入式操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和移植；二是部分應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和測(cè)試。
3．1 嵌入式操作系統(tǒng)Linux開(kāi)發(fā)
嵌入式操作系統(tǒng)一直就是嵌入式系統(tǒng)的標(biāo)志，而且它本身具有體積小、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)環(huán)境好等特點(diǎn)，因此在很多的電子產(chǎn)品中越來(lái)越受到大家的青睞。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)有很多種，μCOS-II、Linux、μClinux、WinCE這些都是廣泛應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)。本文采用常見(jiàn)的Linux系統(tǒng)。
Linux是個(gè)與生俱來(lái)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，成熟而且穩(wěn)定。Linux是源代碼開(kāi)放軟件，不存在黑箱技術(shù)，任何人都可以修改它，或者用它開(kāi)發(fā)自己的產(chǎn)品。Linux系統(tǒng)是可以定制的，系統(tǒng)內(nèi)核目前已經(jīng)可以做得很小。
Linux嵌入式操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)離不開(kāi)C語(yǔ)言，很多的C程序是在linux系統(tǒng)下通過(guò)GCC編譯器進(jìn)行調(diào)試檢測(cè)的。本文結(jié)合硬件電路，根據(jù)S3C-2440A微處理器與外圍電路的連接方式，把S3C2440A中各部分的功能塊進(jìn)行單獨(dú)的編程調(diào)試，測(cè)試電路是否正確，程序是否無(wú)誤。另外，Lin-ux操作系統(tǒng)的移植是軟件開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在移植操作系統(tǒng)中，采用MIZI公司的系統(tǒng)引導(dǎo)程序VIVI，這個(gè)程序?qū)ｉT(mén)針對(duì)S3C2410、S3C24 40系列的微處理而開(kāi)發(fā)，使用非常方便。所移植的內(nèi)核是Linux2．6．12版本，然后再構(gòu)建根文件系統(tǒng)，來(lái)確定應(yīng)用程序或其他軟件的掛接。
以上都是針對(duì)微處理器S3C2440A要做的一些軟件開(kāi)發(fā)，但嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)操作性很強(qiáng)的東西，尤其是在某些具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，容易出現(xiàn)一些問(wèn)題。而這些問(wèn)題的根源，往往出現(xiàn)在時(shí)序問(wèn)題上?；谶@樣的考慮，嵌入式系統(tǒng)往往就要引入CPLD來(lái)協(xié)調(diào)微處理器與其他外圍電路或設(shè)備的時(shí)序問(wèn)題。
3．2 XL95144XL的軟件開(kāi)發(fā)
XL95144XL是一款使用非常廣泛的CPLD。CPLD的編程語(yǔ)言主要有兩種：VHDL和Verilog HDL語(yǔ)言。在這里，采用VHDL語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)XL9514 4XL編程。VHDL語(yǔ)言是一種描述、模擬、綜合、優(yōu)化和布線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語(yǔ)言，具有很強(qiáng)的移植能力，它可以從一個(gè)模擬器移植到另一個(gè)模擬器上、從一個(gè)綜合器移植到另一個(gè)綜合器上或者從一個(gè)工作平臺(tái)移植到另一個(gè)工作平臺(tái)上去執(zhí)行。
在這個(gè)銀行評(píng)價(jià)器軟件中，CPLD實(shí)現(xiàn)的功能主要有兩個(gè)：一個(gè)是外圍設(shè)備的地址分配功能，實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備與S3C2440A之間的正確地址連接；第二個(gè)就是協(xié)調(diào)時(shí)序或同步信號(hào)，使得相關(guān)的外圍設(shè)備能夠正常工作。XL95144XL實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)功能非常容易方便，程序量雖然不大，但起到的作用很大。
例如，選用一款TFT型LCD液晶屏進(jìn)行圖像顯示，該款屏對(duì)于行掃描信號(hào)與幀掃描的時(shí)序要求很?chē)?yán)格，如圖6所示。如果出現(xiàn)一定時(shí)序偏差的話(huà)，就容易出現(xiàn)局部“花屏”現(xiàn)象，而微處理器S3C2440A工作后給出的掃描信號(hào)的時(shí)序并不十分滿(mǎn)足液晶屏的指標(biāo)參數(shù)，如圖7所示。所以，就需要把掃描信號(hào)通過(guò)CPLD編程進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。

從圖6、圖7可以看出，掃描信號(hào)時(shí)序不能保證一致性，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的一些缺陷，有的問(wèn)題甚至?xí)苤庇^地反映出來(lái)，這也就是在嵌入式系統(tǒng)中要加上CPLD的一個(gè)重要原因之一了。
3．3 下載和調(diào)試
軟件編寫(xiě)完成后，就要實(shí)現(xiàn)下載。ARM和CPLD都有各自的JTAG下載端口，通過(guò)不同的下載線(xiàn)與PC機(jī)的通信口進(jìn)行連接，然后在PC機(jī)上使用超級(jí)終端分別下載相應(yīng)的軟件包到目標(biāo)板上運(yùn)行調(diào)試。

4 結(jié)論
本文中的銀行評(píng)價(jià)器是基于嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，它相比于以往的數(shù)碼管采用數(shù)字顯示模式的評(píng)價(jià)器而言，視覺(jué)效果有了一個(gè)質(zhì)的飛躍；再者，它也取消了數(shù)字按鍵式的評(píng)價(jià)方式，采用了觸摸屏進(jìn)行客服評(píng)價(jià)，起到了更好的效果。與此同時(shí)，在不需要進(jìn)行客服操作的時(shí)候，還可以運(yùn)行其他的一些輔助軟件，在一定程度上起到了一個(gè)宣傳機(jī)的作用。由此可見(jiàn)，這樣一款基于ARM所設(shè)計(jì)的銀行評(píng)價(jià)器，功能強(qiáng)大
且易擴(kuò)展，性能也更好，而且隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣，采用ARM開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)器來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的數(shù)碼管式評(píng)價(jià)器也成為了必然的趨勢(shì)。