引言

　　ARM ADS全稱為ARM Developer suite(ARM開發(fā)套件),。ADS的CodeWarrior集成開發(fā)環(huán)境(IDE)是基于Metrowerks CodeWarrior IDE4.2版本的，經(jīng)過適當(dāng)?shù)牟眉粢灾С諥DS工具鏈,，為管理和開發(fā)項目提供了簡單多樣化的圖形用戶界面,，用戶可以使用ADS的CodeWarrior IDE為ARM和Thumb處理器開發(fā)用C、C++或ARM匯編語言的程序代碼,，縮短了用戶開發(fā)項目代碼的周期,。ADS中包括3個調(diào)試器：AXD(ARM ExtendedDebugger)、ARMSD(ARM Symbo l i c Debugger),、ADW/ADU(Appl icat ion Debugger Windows/Unix),。在軟件開發(fā)的最初階段，可以使用調(diào)試器進(jìn)行仿真來測試所開發(fā)的軟件是否達(dá)到了預(yù)期的效果,。

　　在數(shù)據(jù)采集的實際開發(fā)應(yīng)用中,，串口通信是不可缺少的部分，它是目前嵌入式系統(tǒng)與PC機(jī)間的一種非常重要且普遍使用的通信方式,。計算機(jī)利用串口對單片機(jī)等外部設(shè)備的控制減少了在訪問外部設(shè)備時需要進(jìn)行復(fù)雜的匯編語言編程等帶來的麻煩,，同時也有利于大規(guī)模的開發(fā)和設(shè)計。在Linux系統(tǒng)中,，系統(tǒng)把串口等其它外設(shè)當(dāng)作文件進(jìn)行操作,，在端口的讀寫上非常方便，大大提高了系統(tǒng)編程效率,。本文通過把Linux系統(tǒng)移植到S3C2410后,，利用S3C2410自帶的串口對目標(biāo)實現(xiàn)控制，詳細(xì)地介紹了串行通信的硬件電路和軟件的實現(xiàn)方法,。
 

　　S3C2410硬件平臺簡介

　　S3C2410是韓國三星公司生產(chǎn)的新一代高性能微處理器,，它是基于ARM920T內(nèi)核的16/32位RISC處理器。主要應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中,。

　　S3C2410擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力,。又有著低成本,。低功耗等優(yōu)點(diǎn)。在各種手持及移動設(shè)備上的應(yīng)用越來越廣泛,，基于其平臺的程序功能也越來越復(fù)雜,。于是，在其平臺上架構(gòu)多線程的操作系統(tǒng)已成為越來越多系統(tǒng)設(shè)計者的訴求,，本文介紹多線程在S3C2410上的具體實現(xiàn)過程,。

　　硬件結(jié)構(gòu)

　　目前串口大部分是在Windows或是在Dos下運(yùn)用，本文是在Linux系統(tǒng)下利用串口來實現(xiàn)通信的,。S3C2410芯片是三星公司生產(chǎn)的 16/32bit的RISC處理器,，獨(dú)立的16kB指令和16 kB數(shù)據(jù)的緩存(cache)，用于虛擬內(nèi)存管理的MMU單元,，LCD控制器(STN&TFT),，非線性(NAND)FLASH的引導(dǎo)單元，系統(tǒng)管理器(包括片選邏輯控制和SDRAM控制器),，3個通道的異步串口(UART),，每個控制器支持的最高波特率可以達(dá)到230400 Boud/s，這些特點(diǎn)為實現(xiàn)在Linux系統(tǒng)下計算機(jī)與開發(fā)板之間順利進(jìn)行串口通信提供了可靠的保證,。WNSC400是北京維納光科公司生產(chǎn)的電動位移平臺控制箱,，它擁有RS232的串口能使S3C2410通過串口對其進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而能夠?qū)崿F(xiàn)S3C2410對電動位移平臺的控制,。但是控制箱是在 Windows環(huán)境下實現(xiàn)的,，所以要想把它應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中是存在難度的。S3C2410的串口要實現(xiàn)與控制箱的數(shù)據(jù)傳輸,，那么就要使控制箱及其控制的電動平移臺實現(xiàn)與其它模塊組成嵌入式系統(tǒng),，比如與一臺攝像頭聯(lián)系起來，當(dāng)攝像頭對物體進(jìn)行圖像采集后,，對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,，進(jìn)而計算出目標(biāo)具體要改變的位移等參量，然后控制箱在通過$3C24lO的存儲器中讀取這些數(shù)據(jù),，并發(fā)出命令使電動位移平臺按需要的改變量進(jìn)行移動,，這樣就是實現(xiàn)了一個簡單的嵌入式系統(tǒng),。計算機(jī)(宿主機(jī)),、目標(biāo)機(jī)(S3C2410)還有控制箱之間連接的硬件原理如圖1所示。在宿主機(jī)上將在ADS環(huán)境下編好的程序通過JTAG下載到 S3C2410后,，S3C2410就可以通過串口與控制箱進(jìn)行通信,。

　　UART軟件

　　通用異步收發(fā)器(UART)是一種串行接口，許多微處理器和微控制器中都包含這種外設(shè)接口,。異步串行接口提供了一種簡單的途徑,，使兩個器件無需共享同一個時鐘信號就能進(jìn)行通信,。如果再加入一個合適的電平轉(zhuǎn)換器，串口還能用在RS-232和RS-485網(wǎng)絡(luò)中通信,，或者與計算機(jī)的COM端口連接,。串口只需兩根信號線(Rx和Tx)即可實現(xiàn)，而且只要兩端器件都采用同樣的位格式和波特率,，那么它們無需其它任何對方的信息就可以成功傳輸數(shù)據(jù),。軟件UART的意義

　　如今，可提供功能完善的硬件串口的微控制器比比皆是,，那么我們?yōu)槭裁催€要費(fèi)力地用微控制器的端口管腳來實現(xiàn)軟件UART呢?主要有以下幾個原因：

　　首先,，盡管確實有許多微控制器都包含了硬件UART，但仍有許多沒有包含這種接口,。在系統(tǒng)設(shè)計中,，選擇微控制器時，可能很難找到一款各方面都很理想的產(chǎn)品,。例如,，電壓范圍合適的微控制器可能內(nèi)部存儲器不夠大，而存儲器大小足夠的可能又沒有足夠的端口管腳,，無法滿足設(shè)計需求,。因此，通過軟件方式實現(xiàn)某些系統(tǒng)需要的外設(shè)接口,，從而彌補(bǔ)一款微控制器性能上的缺陷,，就能增加可供設(shè)計選擇的微控制器的數(shù)量和種類，從而增大設(shè)計的靈活性,。

　　第二,，即便一款微控制器包含了一個功能完善的硬件UART，由于某種原因,，這對即將進(jìn)行的設(shè)計來說可能仍然不夠,。例如，可能是微控制器需要與之通信的外設(shè)所用的協(xié)議與串口協(xié)議稍有不同,，也可能是硬件UART所提供的位數(shù),、奇偶校驗功能或輸入和輸出緩存無法完全滿足應(yīng)用的要求。這時,，通過構(gòu)建一個軟件UART接口,，我們在定義UART的功能和串口協(xié)議的細(xì)節(jié)上就更靈活。

　　第三,，一款微控制器的硬件UART也許能夠很好地滿足應(yīng)用的需求,，但只是數(shù)量不夠。例如，微控制器包含兩個UART,，而設(shè)計中的應(yīng)用卻需要三個,。此時，我們不必僅僅為了增加串口的數(shù)量就另外增加一塊新的芯片,，而只需增加一個與該微控制器上現(xiàn)有的UART具備同樣功能和特性的軟件UART,。

　　UART軟件部分的實現(xiàn)

　　絕大多數(shù)的Linux軟件開發(fā)都是以native方式進(jìn)行的，即本機(jī)(HOST)開發(fā),、調(diào)試,、本機(jī)運(yùn)行的方式，但是由于在目標(biāo)機(jī)上沒有足夠的資源來滿足嵌入式系統(tǒng)的開發(fā),，所以這種方式不適合于嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā),。通常嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)采用交叉編譯調(diào)試的方法。交叉編譯的主要特征是某機(jī)器中執(zhí)行的程序代碼不是由本機(jī)編譯生成,，而是由另外一臺機(jī)器編譯生成,。

　　串口通信的基本任務(wù)有：實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化、進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換,、控制數(shù)據(jù)傳輸速率,、進(jìn)行錯誤檢測和進(jìn)行TTl與EIA電平轉(zhuǎn)換。串口通信分為同步通信和異步通信兩種類型,，本文將用到異步串行I/0,。

　　由于Linux系統(tǒng)將所有的設(shè)備都看成文件，所以訪問串口時,，認(rèn)為串口是一個文件,，我們可以使用文件系統(tǒng)控制函數(shù)實現(xiàn)基本的串口操作，比如open()函數(shù)用來打開串口,，read()和write()函數(shù)用來讀寫串口,，在傳輸數(shù)據(jù)完成后可以用close()函數(shù)關(guān)閉串口。

　　構(gòu)造了一個嵌入式版本的Linux文件系統(tǒng),，它使得內(nèi)核在系統(tǒng)盡量精簡的情況下能夠運(yùn)行起來,，并滿足產(chǎn)品和系統(tǒng)各方面的要求。其中,，為文件系統(tǒng)配置用戶和屬組以達(dá)到一定的安全性更是系統(tǒng)的一大特色,。另外，在這個嵌入式文件系統(tǒng)中,，引入了VFS的支持,，雖然犧牲了一些空間，但是大大方便了今后各種物理文件系統(tǒng)的動態(tài)加載,。Linux的文件系統(tǒng)事實上非常的龐大,，構(gòu)造一個嵌入式的Linux文件系統(tǒng)是一個很復(fù)雜的過程

　　串口的基本設(shè)置

　　串口最基本的設(shè)置有波特率設(shè)置、檢驗位和停止位的設(shè)置,。串口的設(shè)置主要是設(shè)置struct termios結(jié)構(gòu)體的各成員值：