基于linux操作系统的γ能谱仪器软件平台的设计new

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1、万方数据第28卷第6期核电子学与探测技术voL28No．62008年11月NuclearElectronics&DetectionTechnologyNov．2008基于Linux操作系统的丫能谱仪器软件平台的设计洪天祺1，周程2，张永锦1(1．江苏省辐射环境保护咨询中心，江苏南京210036；幺江苏省辐射监测管理站，江苏南京210036)摘要：结合基于ARM920T的$3C2410A处理器的7能谱仪器的硬件平台，文章介绍了新型7能谱软件系统平台的设计，并着重分析了嵌入式Linux操作系统、Yaffs文件系统和Qt／Em

2、bedded图形开发库的集成应用，为7能谱仪器提供了新的软件平台。关键词：ARM9，EmbeddedLinux，Yaffs，QT／Eembedded，7能谱仪中图分类号：TLSl7．2文献标识码：A文章编号：0258-0934(2008)06—1278-03笔者设计的基于ARM920T内核的$3C2410A处理器的7能谱仪器，需要采用更加先进、复杂的7能谱仪器软件平台结构。通过移植嵌入式Linux操作系统、Ydfs文件系统和设计基于QT／Eembedded的7能谱软件，将增强便携式7能谱仪器的功能，使仪器系统结构更合理，

3、提高系统的稳定性、直观性、扩展性和集成度，并缩短开发周期。l基于$3C2410A的Y能谱采集系统硬件平台介绍7能谱仪器采用基于ARM920T内核的16／32位RISC嵌入式处理器$3C2410A，该款处理器的运行频率可达203MHz，这个频率可以使处理器轻松运行嵌入式Linux等操作系统以及进行较为复杂的信息处理。硬件平台包括NaI探测器、甄别放大电路、电源、晶振、处理器、FLASH存储器、SDRAM、液晶显示器、多道分析器和SPI键盘等模块，其结构如图1所示。I前誊雾霉墨}柄面HM队l㈢仁刮FLASHl前■竹十墨ll电

4、路I1l‘、r————一SDRAMI控倒电路卜{=刮LcD曼示墨l时钟电路FS3C2410A(ARM920T棱)qsPI键盘JIAU11$=爿”q_UoD电源管理f：≥，L—．．^、r—-叫RS232收稿日期：200鲫啪5图17能谱采集系统硬件结构框图基金项目：四川省高新技术成果转化重点实施项目．．2Y能谱仪器软件平台设计尝：：2冀警要黜-’I"犁¨人’工学硕士’7能谱仪器智能化发展需要采用运算速度从事辐射防护和核电子学研究作．J日匕旧伏竹日阢～强7p‘朋x个门4。开8“1278万方数据更快、资源更丰富、外围接口更多的硬

5、件和更复杂7能谱采集、控制、分析软件平台，而可裁剪的嵌入式Linux操作系统能够对众多的硬件资源实施管理、调度和分配，使系统能够具备多任务处理能力。因此Linux操作系统是7能谱仪器应用的文件系统、驱动控制系统、图形分析系统和应用软件系统的运行平台，是7能谱仪器的软件系统的核心。通过将Linux操作系统植入7能谱仪器，将使系统的结构更合理，软件层次清晰、模块功能独立、各模块协同工作更加有序。整个软件系统分为四层：系统引导代码对复杂硬件系统进入操作系统前的初始设置，并引导进入Linux操作系统；进入操作系统后，由操作系统完

6、成对系统各驱动模块(LCD驱动、多道分析器驱动、文件系统驱动、键盘驱动和其他接口驱动等)加载，最后通过7能谱软件完成7能谱采集、控制和分析等功能。7能谱软件平台结构如图2所示。基于QT／Ernbedded的7能谱控制分析软件雩期攀驱动掰憎搿SPI键盘驱动酣I嚣嵌入式Linux操作系统系统引导代码Bootloader图27能谱软件平台结构图2．1嵌入式Linux操作系统Linux系统具有嵌入式操作系统需要的很多特色，如适应于多种CPU和多种硬件平台、性能稳定、可裁剪性很好、源码开放、开发和使用简单等。目前，基于Linux应

7、用的嵌入式设备日益增多，Linux正在嵌入式领域发挥着越来越重要的作用。Linux内核结构主要由5个子系统组成：进程调度，内存管理，虚拟文件系统，网络接口，进程间通信。进程调度控制进程对cPU的访问，Linux使用了比较简单的基于优先级的进程调度算法选择新的进程。内存管理允许多个进程安全的共享主内存区域。基于删920T核的处理器$3C2410A可支持Linux的虚拟内存管理，即在计算机中运行的程序，其代码、数据和堆栈的总量可以超过实际内存的大小，操作系统只把当前使用的程序块保留在内存中，其余的程序块则保留在Flash存储

8、器中。内存管理从逻辑上分为硬件无关部分和硬件有关部分。硬件无关部分提供了进程的映射和逻辑内存的对换；硬件相关的部分为内存管理硬件提供了虚拟接口，保证操作系统能对$3C2410A的片上资源实施高效、可靠的管理。虚拟文件系统隐藏了各种硬件的具体细节，为所有的设备提供了统一的接口。虚拟文件系统分为逻辑文件系统和设备驱动程序