摘要：文中规划了一个根据ARM9处理器和嵌入式Linux OS的多路数据收集和网络传输体系。该体系以三星公司的S3C2440处理器为中心，配以DM9000百兆自适应网络操控芯片，经过互联网将由FPGA操控的多达64路AD收集通道收集的数据发送到网络终端上，完成了长途数据收集的功用。软件渠道移植了最新的Linux 2.6.30.4内核，并根据Linux OS之上完成了Socket网络使用程序。跟着互联网技能的不断发展，本体系在网络时代有着宽广的使用远景。
数据收集是完成工业现场操控的首要环节，完成长途数据传输是现在大多数工业操控体系的遍及要求。传统的数据收集方法是把各类根据ISA总线、PCI总线或USB总线的数据收集卡与计算机相衔接，将传感器输出的信号经过信号调度电路的处理后，经过数据收集卡输入到计算机中。这种收集方法在不能安放计算机的场所进行将会十分困难，因而开发一套便携式的现场数据收集和网络传输体系具有十分重要的现实意义。本文根据ARM9嵌入式硬件渠道和ARM—Linux OS，规划了这套数据收集和网络传输体系，能够对多达64路的模仿信号进行收集和处理，并将处理后的数据传送到长途网络终端上，一起满意多客户端恳求的需求。
1 体系总体规划
本体系从功用上可分为两大子体系：数据收集子体系和网络传输子体系。其间数据收集体系有两个完全相同的模块，它们都衔接在ARM处理器的体系总线上，如下图1所示。
1.1 数据收集子体系
该体系包含两个完全相同的收集板，板上的操控中心为Altera公司的cyclone II系列FPGA。每个收集板上有4片AD芯片MAX1308，由FPGA一致操控，而MAX1308是一款8通道AD芯片，所以该体系最多可一起完成64路独立通道的数据收集功用。单通道的数据吞吐率最高可达1075ks ps/通道，八通道的数据吞吐率最高可达456ksps/通道。两个收集板都挂在ARM的数据总线上，FPGA以异步FIFO存储机制与ARM数据总线进行交互。
1.2 网络传输子体系
该体系以ARM为操控中心，移植嵌入式Linux OS，网络芯片选用百兆自适应网卡DM9000EP，经过RJ-45接口接入互联网完成了数据的长途传输。根据TCP/IP协议完成了面向衔接的数据流通讯Socket网络使用程序，选用Linux服务器常用的C/S架构，完成了下位机的服务器程序和上位机的数据接纳程序，并选用多进程编程思维处理了服务器多客户端问题。长途客户端经过装备服务器的IP地址和端口号，树立与服务器的衔接后，即可恳求数据，到时服务器发动数据收集体系并将收集的数据实时传送给长途客户端。
2 硬件规划
体系的硬件结构如下图2所示。以S3C2440芯片为中心，64 MB的SDRAM为体系内存，2 MB的NorFlash和512 MB的Nand Flash为体系存储设备。两片FPGA别离衔接四片MAX1308芯片作为收集设备挂在S3C2440的体系总线上;DM9000网络芯片也挂在S3C2440的体系总线上，另一端经过阻隔变压器H1102与RJ-45端口与互联网相连。
此外，体系时钟源直接选用外部晶振，内部PLL电路能够调整体系时钟，使体系运转速度更快。为了供给高效的电源监控效果，选取了专门的体系监督复位芯片MAX811S，完成对电源电压的监控和手动复位操作。该芯片优秀，一旦体系电源低于体系复位的阈值(2.93V)，复位芯片MAX811S将会对体系进行复位。S3C2440芯片内部有JTAG核，因而能够经过外部JTAG调试电缆与体系衔接进行烧写u—boot。
2.1 AD收集电路
MAX1308是美信公司的一款12位8通道模数转化器，8个通道一起转化时，每个通道数据吞吐率为456ksps。独立的采样坚持(T/H)电路为每个通道供给一起采样，供给输入规模，输入毛病容限为，其他特性包含20 MHz T/H输入带宽、内部时钟、内部(+2.5 V)或外部(+2.0 V至+3.0 V)基准以及低功耗省电形式。20 MHz、12位双向并行数据总线用来供给转化成果，并可承受数字输入别离激活每一路通道。该器材
作业在+4.75 V至+5.25 V模仿电源与+2.7 V至+5.25 V数字电源下，全速运转时，总电源电流为57 mA。
为时钟形式挑选输入，挑选内部时钟时，将该引脚衔接到AVDD;挑选外部时钟时，将外部时钟衔接到CLK，将该引脚衔接到AGND。该体系选用内部信号，所以该引脚衔接AVDD，并将CLK引脚衔接到DGND。数字信号输出端D0～D11及发动转化输入CONVST、片选输入
、写输入
、读输入
、转化完毕输出
、最终转化完毕输出
等引脚都接FPGA。
AD芯片MAX1308的电路图如图3所示。
2.2 CPU及FPGA硬件电路
该体系CPU为三星公司的S3C2440芯片，根据ARM920T内核，作业频率可达400 MHz，选用新的AMBA总线架构，是一款低电压、高性能的处理器芯片，片上集成很多的功用模块。S3C2440的存储器操控器共8个存储器banks，具有可编程的拜访位宽，bank0(16/32位)，其他bank(8/16/32位)，一切存储器bank的拜访周期可编程。
