第四章ｕｃ“眦ｘ下的文件系统Ｊ阡ｓ２
（３）ｍｖｍｔｄ．＞ｅ隔ｓｅｓｉｚｅ＝０）ｃ８０００：表示擦除的太小。为了把它集成到ｕＣＵｎ呱配置中，要修改
ｕＣＬｊｎｕｘ－ｄｉｓ州ｉｎｕｘ－２．４．柚ｄ№懵＼ｍｔｄ＼ｍａｐｓ忉ｎｆｉｇ．ｉｎ中（位置可参考文件中其他模块）
ｊｆ【呻ＣＯＮＦＩＧ．＿Ｓ３Ｃ４５１０Ｂ订ｌ：ｔｈｅ“ Ｉ鸽ｈｄｄｅｐｊｒＩｓ龇’ＣＦＩＦｅｖｉ∞ｍａｐｐｅｄ噶＼ｍｔｄ、ｍａｐｓ、Ｍａｋ嘶ｌｅ中
＝ｓ３ｃ４５１０ｂ．ｏ ｏｂｊ?￥（ｃＯＮＦＩＧ－＿ＭＴＤｉ－ｓ３Ｃ珥５１０Ｂ） ＋第四步：添加ｆｌａｓｈ的驱动，在ｕＣＵｎｕｘ－ｄｉｓｌ＼｜ｉｎｕｘ．２．４．ｘ＼ｄｎ坩懵＼ｍｔｄ＼ｃｈｉｐＳ下的是ｃｈｉｐ的驱动层 程序，由于ＡＭ２９Ｌｖｌ６０不在支持范围之内，但它和ＡＭ２９Ｆ８００ＢＴ类似．只不过Ｍａｎｕｆａｃｔｕ怕懵ｉｄ ０Ｂ ｏｎＳ３Ｃ４５１０目ＣＯＮＦ｜Ｇ—ＭＴＤ．＿Ｓ３Ｃ４５１Ｓａｍｓｕｎｇ￥ＣＯＮＦｌＧ—ＭＴＤ—ＣＦＩ 们 和ｕＣＬｊｎｕｘ．ｄｉｓｎＩｉｎｕｘ－２．４ｊ州ｎｖｅ不同和分区大小不同，所以在ｊｅｄｅｃ．盥ｂｌｅｎ中添加
Ｉ
ｍｆｒ ｉｄ：ＭＡＮＵＦＡＣ丁ＵＲＥＲ ＨＹＮｌＸ．
ｄｅｖ ｉｄ：ＡＭ２９ＬＶｌ６０．
ｎａｍｅ：。ＡＭ２９ＬＶｌ∞１．
ＤｅｖＳｉｚｅ：ＳＩＺＥ ２ＭｉＢ． ＮｕｍＥ曙∞Ｒ钓
ｉＯ哺：４， ｒｅｇｉｏｎｓ：ｌＥＲＡＳＥＩＮＦ０（Ｄｘ８０００，３１）。
ＥＲＡＳＥｌＮＦＯ（ｃ｜）（０４０００。１）． ＥＲＡＳＥＩＮＦＯ“啪１０００。２）， ＥＲＡＳＥｌＮＦ０“Ｉ）ｃ０４∞
０，１）
ｌ
｝ 第五步：在ｍａｋｅｍｅｎｕ∞ｎ６９下配置
选项。
在ｌｉｎｕｘＫｅｍｅＩ、，２．４．孙ｕｃｏＣｏｍｇｕ删ｏｎ下
Ｍｅｍｏ吖Ｔ’∞ｈ∞ｌｏｇｙＤｅ、，ｉ∞ｓ（ＭＴＤ）下
ＣｏＮＦＩＧＭＴＤ墨ｙ ＣｏＮＦＩＧＭＴＤＤＥＢＵＧ嗣Ｙ ＣｏＮＦＩＧ—Ｍ下Ｄ．－ＤＥＢＵＧ—ＶＥＲＢＯＳＥ置３
ＣｏＮＦＩＧＭＴＤＰＡＲＴＩＴｌＯＮＳ皇Ｙ ＣＯＮＦＩＧＭＴＤＣＨＡＲ－Ｙ ＣｏＮＦｌＧＭＴＤＢＬＯＣＫ州
ＲＡＭ，ＲｏＭ，ＦＩａｓｈｃｈｉｐｄｍｅ倦下
ＣＯＮＦｌＧ ＭＴＤＣＦｌａＹ ＣＯＮＦｌＧ
ＭＴＤ．ＪＥＤＥＣＰＲＯＢＥ吖
ＣｏＮＦｌＧ ＭＴＤＣＦＩＡＭＤｓＴＤ；吖 Ｍａｐｐｉｎｇｄｎｖｅ侣ｆ；ｏｒｃｈｉｐａｏｃｅｓｓ下 ＣＯＮＦＩＧＳ３ｃ４５１０Ｂ三Ｙ ＦｉＩｅ
ｓｙｓｔｅｍｓ下
ＣＯＮＦＩＧＪＦＦｓ２Ｆｓ＝Ｙ
ＣＯＮＦＩＧ—ＪＦＦＳ２一ＦＳ—ＤＥＢＵＧ＝２
在ｕＣＵｎｕｘｖ１．３．４ｃｏｎ｜ｉｇｕｎ甜ｏｎ下 ＦｌａｓｈＴＯＯＩｓ下
ＣｏＮＦ旧．ＵＳＥＲＭＴＤＬｒｒＩＬｓ－Ｙ ＣＯＮＦｌＧＵＳＥＲ ＭＴＤＵＴＩＬＳＥＲＡＳＥ＝Ｙ ＣＯＮＦｌＧＵＳＥＲ ＭＴＤＵＴＩＬＳＥＲＡＳＥＡＬＬ置Ｙ
．
东南大学硕士学位论文 ＣＯＮＦＩＧＬＵＳＥＲ—ＭＴＤＵＴＪＬＳ—ＭＫＦＳＪＦＦＳ２暑Ｙ
ＢｕｓｙＢｏｘ下选中删，ｃｐ。ｄｄ．ｍｏｕｎｔ，ｕｍｏｕｎｔ，ｍｋｄｉｒ工具。
通过以上步骤后，就可以生成一个带有ＪＦＦＳ２文件系统的内核，可以通过以下几个方面来验证
这个结论的正确性：
首先在启动信息中将会看到有关ＪＦＦＳ２和ＦＬＡＳＨ的相关信息。其次在系统启动后，通过控制 台在，ｐｒｏｃ目录下输入“ｃａｔ ｍｔｄ”命令来查看ＭＴＤ的分区情况，然后可以通过以下命令在ＭＴＤ 的一个分区上生成一个ＪＦＦＳ２的映像：
／ｐ，ｖ＾ｍ￡，ｍ锄’ｎｆｏｃ＞ｃｎｄ矿蛐ｊｐ蛳＞蛐矗
蠡２
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现在可以挂载ＪＦＦＳ２分区：
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第五章ｕｃ“姗ｘ在ＬＥＤ异步卡中的应用
第五章ｕｃＬｉｎｕｘ在ＬＥＤ异步卡中的应用
５．１ ＬＥＤ异步控制卡
５．Ｌ ｌ异步卡的介绍
ｕ’Ｄ显示屏作为户外信息传播的重要手段，越来越得到人们的认可，特别是作为众多大型基础
工程如机场。高速公路，体育场等的配套设旅，其需求量也日益增长。
从显示效果上看，ｕＤ显示屏历经了单色屏，双色屏，到现在的全彩屏的发展过程。而从屏的 控制系统看，ｕｍ显示屏分为同步屏和异步屏。同步屏即通过同步控制系统．在屏体上实时显示信 号源端的图象或文字信息。而异步屏显示的信息是之前由同异步控制系统下载并保存的。本课题中 的应用设计即是对异步控制系统（通常叫作异步卡）的研制。
传统的异步卡方案基本上采用５ｌ单片机，其特点是价格低廉，且实现简单。但这种异步卡所能 控制的象素点较少，在实现带灰度图象时的缺陷也是明显的。
本课题中将嵌入式系统应用到异步卡中，在硬件上依靠３２位的ＡＲＭ芯片和四ＬＤ来达到系统
的高速处理能力。在软件系统上，采用ｕｃＬｉｎｕｘ操作系统，通过对多任务的高效管理提升整个系统
性能。
５．１．２本异步卡的设计指标
本系统以实现网络远程数据接收，高速、大容量图文数据处理和大容量数据存储空间为主要设 计目标，归纳起来主要有以下几点：
（１）屏体扫描宽度设计为：２５６线； （２）实现灰度显示．最大灰度等级为２５６级（８ｂ“／ｐｉｘｅｌ）； （３）单色图像显示刷新频率不低于１００ＨＺ，灰度图像显示刷新频率为６０Ｈｚ；
（４）系统最大存储容量（以１０２秘２５６为例），单色图象３０００幅，２５６级灰度图象１５０幅： （５）通讯方式：实现１０Ｍ／ｌＯ叫ＬＡＮ网络数据通信：
５．２异步卡的硬件方案
５．２．１异步卡系统的硬件框图
本设计的硬件系统设计如下图：
东南大学硕士学位论文
图５．１异步卡的硬件框图 下面简述一下各个模块的具体芯片： 电源部
分：输入为５ｖ，而整个系统工作电压为３．３Ｖ，故采用ｓｉｐｅｘ公司的ＳＰｘｌ５８７可调型电
源芯片，最大输出电流为３Ａ：同时由于ＡＲＭ芯片内核工作电压为２．５Ｖ，这里采用ｓｉｐｅｘ公司的 ｓＰｘｌｌｌ７固定输出型．最大输出电流８００ｍＡ； 嵌入式微处理器：采用的是三星ＡＲＭ芯片
ＯＲｓ３“Ｂｏｘ，具体参数可参考芯片资料： Ｎｎａｓｈ：采用ＡＭ２９ＬⅣ１６们吧，ｌＭ‘１６ｂｉｔ； Ｎ＾ＮＤｎａｓｈ：三星Ｋ９Ｆ５６０８．３２Ｍ＋８ｂｉｔ； 网络芯片：ＬＡＮ９ｌｃｌｌ（ｓｍ∞），实现ＭＡＣ层和根据ｃＭｓＡ厄Ｄ以太网物理层协议的物理层：
（ＨＤ：ＡＬＴＥＩｌＡＭＡ）（３０００Ａ系列的口Ｍ３２５６，１５８个Ｉ／０口，有５，０００个基本逻辑门，２５６个
宏单元；
２Ｍ ｘ ＳＤＲＡＭ：ＨＹ５７Ｖ２８ｉ６２佣Ｃ，４ＢⅢ１１【ｓ ｘ１６ｂｉｔｓ： ＳＲＡＭ：ＩＳＳＩ公司ＩＳ６１ＬＶ２５６１６，２５６Ｋ整个硬件系统可以分为两部分。嵌入式部分和凹ＬＤ上屏部分。图中左边大部分属于嵌入式部
Ｘ１６ｂｉｔ； 分，主要包括ＡＲＭ芯片（控制部分），网络芯片，ＨＡｓＨ和ｓＤＲＡＭ。而图中右边的ｃＰＬＤ和两片
ｓＲｍｄ属于（ＭＤ上屏部分。
５．２．２异步卡系统的工作流程
本系统的工作流程，也即数据传输过程是这样的：先是上位机程序采集图象信息，并按照即定
∞ｈ 格式组织好数据，然后本系统通过网络或串口与之通讯，把接收到的数据写入相应的ＮＡＮＤｎ中，接着再从相应的ＮＡ】如Ｉｎａｓｌｌ读出把每帧的图象数据写到ＳＲＡＭ中，这部分工作是由以ｓ３“ＢＯＸ
为控制核心的嵌入式部分完成，当然在写ｓＲＡＭ的过程中需要和ｏＬＤ来配合，即电路上把Ｓ３“Ｂ ＯＸ 根地址线Ａ的１８ＤＤＲｒＡＤＤＲｌ８，１６根数据线ＤＡｌ［Ａ旷Ｄ朋『Ａ１５及ｓＲＡＭ的控制信号ＮＷＢＥｌ， ＮｗＢＥＯ，读写信号ＮＯＥ，ＮＥｗ，片选信号ＮＧｃＳ５都连在四ｕ）中，同时ｓＲＡＭ芯片相应的信号
线也接到ｃＰＬＤ上，然后由ＣＰＬＤ控制使这两部分信号对应接通．这时ｓ３４４８０Ｘ即可对ＳＲＡＭ操 作了，注意这里只能进行写操作。当数据写入ｓＲＡＭ中后，就由ａ，【Ｄ来完成把ＳＲＡＭ中的数据 送到ｕｍ屏上，这里分读ＳＲＡＭ数据和上屏两部分。对ＳＲＡＭ的读写操作采用所谓的ｐｉｎｇ－ｐ∞ｇ 逻辑，即虽然两片ｓＲＡＭ都是连在ＣＰＬＤ上，但是ｃＰＬＤ在读某片ｓＲＡＭ时，需要把另一片的控 制权交个嵌入式部分的ＡＲＭ芯片来写入数据，当数据写完后在双方交换一下操作对象。在把数据
３０
第五章ｕｃ【ｊ呲在ｕＤ异步卡中的应用 送上屏时，凹ＬＤ需要产生上屏所需的控制信号：串行移位时钟、行选通信号、消隐信号等。
５．２．３嵌入式部分和ＣＰＬＤ部分的通信协议
在实现上面提到的ｐｉｎｇ－ｐａｎｇ逻辑时，就涉及到嵌入式部分和口ｕＤ上屏部分配合的问题，即握 手协议。这里是通过两个帕口线来实现的，即ｓ３４４ＢＯＸ芯片的ＰＧ４和ＰＧ５，其中对ｓ３４４８０ｘ来
说，Ｐ（巧设置为输出口，ＰＧ４设置为输入口，而对于ＣＭＤ来说正好相反。协议具体逻辑为：初始
时两个∞口线都为低电平，嵌入式部分中的ＡＲＭ芯片和ａ，ＬＤ上屏部分中的ＣＰＬＤ芯片各控制
一块ｓＲＡＭ，即ＡＩｔＭ芯片对甲片ｓＲＡＭ写入数据，ｃＰＬＤ芯片读乙片ｓＲＡＭ的数据。从ＡＲＭ芯 片一端看，在ＡＲＭ芯片写完数据后，使ＧＰ５口线置高电平，向（聃Ⅲ提出切换ｓＲＡＭ的请求信号， 并检测ＧＰ４口线电平，如为低则等待直到ＧＰ４口线电平变高，ＧＰ４口线电平变高说明ａ，ｕ）完成了 对ＳＲＡＭ控制权的切换，然后ＡＩｔＭ芯片使ＧＰ５置低，表示一次切换完成，接着再对乙片ＳＲＡＭ写
入数据，再重复上述逻辑；而从四【Ｄ一端看，在ＣＰＬＤ芯片扫描完一帧数据后，会检查ＧＰ５口线 是否有高电平，无则继续扫描下一帧数据，如有则表示ＡＲＭ芯片写完了ｓＲＡＭ的数据要求切换，
这时ｏＬＤ进行ＳＲＡＭ的切换，即把乙片ｓＲＡＭ写数据控制权交给ＡＲＭ芯片．而口ＬＤ芯片读甲
片ＳＲＡＭ，然后使ＧＰ４口线置高电平。表示切换完成，接着从甲片ＳＲＡ】￣Ｉ读出每帧数据扫描到ｕ∞
屏，在每帧数据的扫描间隙，检查ＧＰ５口线电平．如为低，则把原来为高电平的ＧＰ４口线置低，如
为高，则表明是新的切换请求信号，则重复上述逻辑。两个∞口线的示意时序如下，上面为ＧＰ５
口线，下面为ＧＰ４口线：
厂］
厂］． 厂］
厂］
图５．２ ＡＲＭ与ＣＨＤ握手时序
具体的硬件方案说明及电路图设计可参看庄伟同志的论文《基于嵌入式ｌｉｎｕ系统的异步ｕＤ 大屏幕显示控制板的硬件平台设计》。
５．３异步卡的软件方案
由上一节可知，整个硬件系统可以分为两部分，嵌入式部分和四ＬＤ上屏部分。这里仅涉及嵌
入式部分。 分析前面的工作流程可知，嵌入式部分的任务可分为两部分：一是随时接收远端（上
位机）发
送来的图象信息，并保存在ＮＡＮＤｎａｓｈ。接收信息的通讯方式有两种，网络和串口。网络采用ＴｃＰ，Ⅲ 面向连接的通讯协议，基于标准ｓｏｃｌ。ｅｔ通讯模式，保证数据的可靠传输。在普通串口下，采用通用 的异步串口通讯模式传输数据。二是不断地从ＮＡＮＤｎ∞ｈ读出数据，按上屏要求写入ＳＲＡＭ。
５．３ ．１软件进程的分析
这两个任务可以说是并行工作的，在操作系统中，可以多进程或进程下面的多线程来实现。
ｕｃＬｉｎｕｘ中的线程是有内核调度程序完成的，与进程相比较，线程消耗的系统资源较少，创建 较快，相互间的通信也比较容易。但是如果一个线程调用了一个阻塞的系统调用，线程所在的进程 可能被阻塞，当然这个进程的其他线程也同时被阻塞了。而且线程的实现需要相应的线程库支持， 而在实际测试过程中，发现现有的ｕｃＬｉｎｕｘ中线程库并不完备，故程序设计中并没有采用线程，而 是采用了进程。
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