嵌入式

运动控制系统已被广泛应用于工业控制领域。近年来，工业控制对运动控制系统的要求越来越高。传统的基于PC及低端微控制器日渐暴露出高成本、高消耗、低可靠等问题，已经不能满足现代制造的要求 。随着嵌入式技术的日益成熟，嵌人式运动控制器已经初露锋芒。基于ARM技术的微处理器具有体积小、低成本、低功耗的特点，决定其在运动控制领域具有良好的发展前景。

PCL6045BL是一种新型专用DSP运动控制芯片，它具有强大的数据处理能力和较高的运行速度，可以实现高精度的多轴伺服控制。为解决精密制造对低成本、可移植性强的通用型多轴数控系统的迫切需求，文中给出一种基于ARM 微处理器S3C2440与DSP专业运动控制芯片PCL6045BL构成的嵌入式四轴运动控制器。该运动控制器具有高性能、低成本、体积小、可独立运行等特点，可以满足运动控制系统高速、高精度的 要求。它可广泛应用于雕刻机、机器人、绣花机以及数控加工等工业控制领域。

随着遥感、通讯技术的迅速发展，微小无人机的设计逐步被深究。小型无人机由于其高度灵活机动性、信息化强、适应恶劣环境等优势，近几年在军事、高空拍摄、农业等领域有着广泛的应用，通过搭载在机体上的各类传感器单元获取所需的数据信息，如图像的采集，能够对特定特殊环境进行有效的勘察。但目前，无人机的地面控制站主要使用功耗高、体积大的PCI总线采集技术，一定程度限制了无人机的高度灵活性等优点。因此，以32位ARM微处理器为核心、DM368作为协处理器，设计出一种基于嵌入式的实时性强、数据传输和处理速度快的无人机勘察系统。

<strong>1 系统功能架构</strong>

无人机系统的设计由飞行控制系统、无线通信系统、地面控制站三大遥感技术组成，飞行过程包括飞行器的起飞、飞行轨迹、任务处理和回收等过程，其中飞行控制系统是本系统设计的核心。图1为无人机勘察系统的总体结构图。图中传感器单元由陀螺仪、GPS等组成，采用无线射频模块XT09-SI负责将采集到的信息传输到地面控制站并传达地面控制站的控制指令，形成飞行控制-飞行管理-飞行任务实施，完成无人机的信息接收、信息处理、信息输出的功能，实现智能化、网络化。

现代传动系统要集成控制回路精度、扩展性、网络通信、外设控制、数据和设计安全、功能安全和可靠性等特性，这是十分重要的。此外，电机必须准确并且同步控制，同时不损害性能和确定性，在多轴控制系统中尤其如此。

电机消耗的电能占全球电耗的比例非常高。在很大程度上，电机的能耗取决于电机和传动效率。为了降耗、提高传动效率和改善性能，世界各地的监管机构均已实施能源效率标准。因此，电机传动的部署正日益使用高精度、高性能电机控制算法。现代传动系统要集成控制回路精度、扩展性、网络通信、外设控制、数据和设计安全、功能安全和可靠性等特性，这是十分重要的。此外，电机必须准确并且同步控制，同时不损害性能和确定性，在多轴控制系统中尤其如此。为了满足这些控制和集成要求，嵌入式设计人员设计的传动不仅要能够运行复杂的电机控制算法，而且要在连接性日益增加的环境下支持多个外设通信。

微控制器/数字信号处理器解决方案与 FPGA电机控制解决方案的比较

现有的数控系统中多采用工控机加运动控制卡的计算机数控系统方案进行运动控制器的设计。随着工控机整体功能日趋复杂，对运动控制系统的体积、成本、功耗等方面的要求越来越苛刻。现有计算机数控系统在运动控制方面逐渐呈现出资源浪费严重、实时性差的劣势。此外，数控系统的开放性、模块化和可重构设计是目前数控技术领域研究的热点，目的是为了适应技术发展和便于用户开发自己的功能。

本文基于ARM和FPGA的硬件平台，采用策略和机制相分离的设计思想，设计了一种具有高开放性特征的嵌入式数控系统。该数控系统不仅具备了以往大型数控系统的主要功能，还具备了更好的操作性和切割性能，而且在开放性方面优势更为突出，使数控系统应用软件具有可移植性和互换性。

LCD的接口有多种，分类很细。主要看LCD的驱动方式和控制方式，目前手机上的彩色LCD的连接方式一般有这么几种：MCU模式，RGB模式，SPI模式，VSYNC模式，MDDI模式，DSI模式。MCU模式(也写成MPU模式的)。只有TFT模块才有RGB接口。

但应用比较多的就是MUC模式和RGB模式，区别有以下几点：

1.MCU接口:会解码命令，由timing generator产生时序信号，驱动COM和SEG驱器。

RGB接口:在写LCD register setting时，和MCU接口没有区别。区别只在于图像的写入方式。

2.用MCU模式时由于数据可以先存到IC内部GRAM后再往屏上写，所以这种模式LCD可以直接接在MEMORY的总线上。

用RGB模式时就不同了，它没有内部RAM，HSYNC，VSYNC，ENABLE，CS，RESET，RS可以直接接在MEMORY的GPIO口上，用GPIO口来模拟波形.

3.MPU接口方式：显示数据写入DDRAM，常用于静止图片显示。

RGB接口方式：显示数据不写入DDRAM，直接写屏，速度快，常用于显示视频或动画用。

MCU接口和RGB接口主要的区别是：

<font color="blue"><strong>1、引言</strong></font>

目前，集成电路的嵌入式技术发展越来越快，各色嵌入式产品也越来越受欢迎，尤其是以大屏幕多功能的手机、平板电脑等为典型代表，做为其控制核心的高性能、低功耗的微控制器（MCU）起到了决定性作用。因此以CPU为核心MCU的设计也成为了诸多高等院校、各大公司进行市场竞争的一个主流发展方向。
</strong></font>
<font color="blue"><strong>2、MCU选型技术

<strong>1.uC/OS-II文件结构</strong>

与处理器无关的代码：OS_CORE.C, OS_FLAG.C, OS_MBOX.C, OS_MEM.C, OS_MUTEX.C, OS_Q.C, OS_SEM.C, OS_TASK.C, OS_TIME.C, UCOS_II.C, UCOS_II.H。

配置文件(与应用程序有关)：OS_CFG.H, INCLUDES.H

与处理器有关的代码(移植)：OS_CPU.H, OS_CPU_A.ASM, OS_CPU_C.C

<strong>2.uC/OS-II组成部分</strong>

uC/OS-II大致可以分成系统核心(包含任务调度)、任务管理、时间管理、多任务同步与通信、内存管理、CPU移植等部分。

<font color="blue">(1) 核心部分(OSCore.c) ：</font>uC/OS-II处理核心，包括初始化、启动、中断管理、时钟中断、任务调度及事件处理等用于系统基本维持的函数。

作者：Øivind Loe，Silicon Labs微控制器产品高级营销经理

即使是在诸如物联网应用的无线连接这种主导功耗的事件中，让尽可能多的进程自主运行，也可大大提高电池寿命。降低功耗一直是微控器（MCU）市场的一个主要关注点。超低功耗MCU现在可以大大降低工作模式和深度睡眠模式下的功耗。这种变化的效果是显而易见的，它大大提高了我们日常嵌入式应用中的电池寿命，并且提供了在未来使用能量收集的可能性。

然而，要基于新型MCU降低功耗，开发人员必须考虑到许多因素，对此Silicon Labs特别撰写一篇技术文章：“以0 MIPS运行你的嵌入式系统”，帮助开发人员了解如何利用新型MCU中外设的自主运行，通过更接近以“0”MIPS运行，来实现数据手册中所承诺的低功耗。

<strong>低功耗为嵌入式系统研发关键</strong>

对于在功耗敏感型物联网（IoT）应用中所使用的新型MCU和无线MCU（WMCU）来说，执行代码时的功耗已经明显下降，甚至达到40μA/ MHz以下。使用这些低功耗规格，您可能会想知道为什么我们需要睡眠模式，为什么不以500 kHz运行您的代码来实现20μA的电流消耗，并且允许您的应用使用电池运行10年？其实事情并不是这么简单的。

据Semi Engineering网站报导，GlobalFoundries、三星(Samsung)、台积电(TSMC)和联电(UMC)计划在2017年稍晚开始提供ST-MRAM或STT-MRAM，取代NOR Flash，此举代表市场的巨大转变，因为到目前为止，只有Everspin已经为各种应用提供MRAM，例如电池供电的SRAM替代品、读写缓存(Write Cache)等。

STT-MRAM的下一个大好机会就是嵌入式存储器IP市场，NOR Flash是传统嵌入式存储器，随着制程从40nm进展到28nm，NOR Flash已经出现各种各样的问题，因此，这些代工厂的支持可以将STT-MRAM转变为先进节点的替代技术。

GlobalFoundries嵌入式存储器副总裁Dave Eggleston表示，嵌入式快闪存储器将继续作为资料保存技术主流，特别是汽车和安全应用领域，嵌入式快闪存储器将会有很长的使用寿命，但没有扩展空间，当达到28nm制程以上时，嵌入式快闪存储器实际上会成为昂贵的选择。

因此，业界需要一个新的解决方案，STT-MRAM恰好为2xnm及以上的嵌入式存储器应用做好准备。先作为补充技术，进一步替代嵌入式DRAM和SRAM，也是MRAM的巨大机会，将为处理器添加持久性功能。

嵌入式系统设备是应用最广泛的产品，小到玩具、穿戴产品大到复杂的工业、军工宇航设备，按照标准定义，嵌入式系统就是以应用为中心，以计算机技术为基础，将应用程序和操作系统与计算机硬件集成在一起，能够独立工作，而且软硬件均可裁减的专用计算机系统。简单地说，就是系统的应用软件与系统的硬件一体化的设备。广义上可以认为，凡是带有微处理器、微控制器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。从狭义上讲，更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己的操作系统，并且具有某些特定功能的系统。随着智能化的深入，嵌入式系统发生了很多有趣的变化，我们以嵌入式系统的核心MCU来说说2017年嵌入式领域的MCU四个变化。

<strong>一、MCU主频、内核大突破还有多核化</strong>