嵌入式系統(tǒng)在曙光4000A大規(guī)模機(jī)群監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　對(duì)于采集卡主芯片的選擇，由于需要支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，需要支持IIC接口，同時(shí)還可以支持內(nèi)存控制以及Flash控制器，因此選擇了三星公司的ARM芯片S3C4510B，該芯片采用ARM7TDI內(nèi)核，32位RISC架構(gòu)。對(duì)于嵌入式操作系統(tǒng)的選擇，uClinux具有免費(fèi)、開(kāi)源、可裁減性好、對(duì)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持的較好并且穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，因此選擇uClinux作為嵌入式操作系統(tǒng)。同時(shí)由于IIC總線(xiàn)技術(shù)有連接簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)傳輸速率高、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，所以采集卡的主芯片和采集單片機(jī)使用IIC總線(xiàn)相連。

　　2.2 采集卡（多路器）的功能

　　采集卡的主要作用，一方面是從與每組節(jié)點(diǎn)機(jī)相連的采集單片機(jī)中通過(guò)IIC總線(xiàn)讀取節(jié)點(diǎn)機(jī)的信息，另一方面監(jiān)聽(tīng)自身的事先約定的端口，當(dāng)有連接請(qǐng)求并收到發(fā)送數(shù)據(jù)的命令后送出從采集卡中讀取的數(shù)據(jù)。硬件上已經(jīng)有了IIC和網(wǎng)絡(luò)接口，軟件方面，可以從網(wǎng)上資源中獲取S3C4510B芯片的IIC控制器和網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序，然后集成到uClinux嵌入式操作系統(tǒng)中。此外還需要一段采集程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的主要功能。

　　采集程序根據(jù)系統(tǒng)需要的功能，分為兩個(gè)部分，一部分定時(shí)從IIC總線(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，另一部分監(jiān)聽(tīng)某個(gè)約定端口、收取命令并發(fā)送數(shù)據(jù)。這兩個(gè)部分分別由兩個(gè)線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行。兩個(gè)線(xiàn)程共享同一塊數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。線(xiàn)程一通過(guò)IIC總線(xiàn)讀取采集卡中的數(shù)據(jù)，寫(xiě)入緩沖區(qū)中，線(xiàn)程二一方面讀取緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)發(fā)送，另一方面在發(fā)送完畢后，把已經(jīng)發(fā)送了的緩沖區(qū)填寫(xiě)為無(wú)效數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)屬于臨界區(qū)域，這兩個(gè)線(xiàn)程在使用緩沖區(qū)的時(shí)候要嚴(yán)格互斥。

　　程序的主體結(jié)構(gòu)如下：

　　read_iic（）｛ //線(xiàn)程一運(yùn)行的函數(shù)

　　打開(kāi)iic設(shè)備;

　　while（1） ｛

　　讀取iic設(shè)備的數(shù)據(jù);

　　寫(xiě)入全局緩沖區(qū)中;

　　休眠一定的時(shí)間;

　　｝

　　｝

　　send_data（） ｛ //線(xiàn)程二運(yùn)行的函數(shù)

　　綁定本地端口;

　　監(jiān)聽(tīng)本地端口;

　　while（1） ｛

　　收到命令;

　　發(fā)送全局緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù);

　　填寫(xiě)無(wú)效數(shù)據(jù);

　　｝

　　｝

　　main（） ｛

　　初始化全局緩沖區(qū);

　　創(chuàng)建線(xiàn)程一;

　　創(chuàng)建線(xiàn)程二;

　　｝

　　2.3 運(yùn)行情況以及發(fā)展方向

　　在實(shí)際運(yùn)行1周后，曙光4000A大規(guī)模集群監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，其中采集卡功能良好，在規(guī)定的延遲內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸流暢，沒(méi)有出現(xiàn)數(shù)據(jù)漏傳、丟失等現(xiàn)象，說(shuō)明監(jiān)控系統(tǒng)中的嵌入式系統(tǒng)運(yùn)行很穩(wěn)定，發(fā)揮了預(yù)期的作用。

　　在將來(lái)的監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)工作中，可以考慮在這個(gè)采集卡中加入嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，把收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，并且和uClinux提供的Web服務(wù)結(jié)合，在Web服務(wù)中顯示監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，這樣就可以在任何一臺(tái)機(jī)器上以瀏覽網(wǎng)頁(yè)的形式監(jiān)控整個(gè)集群，從而節(jié)省了監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的開(kāi)銷(xiāo)，提高了采集卡的利用率。

三：結(jié)束語(yǔ)

　　嵌入式系統(tǒng)體積小、靈活性高，已經(jīng)被應(yīng)用到各行各業(yè)，例如汽車(chē)、家電、航空、精密儀器等等。本文介紹的嵌入式系統(tǒng)在曙光4000A大規(guī)模機(jī)群監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，結(jié)合了ARM技術(shù)、IIC總線(xiàn)技術(shù)，采用了uClinux嵌入式操作系統(tǒng)，體積小、可擴(kuò)展性好、成本低，數(shù)據(jù)流向清晰明確，現(xiàn)在已經(jīng)作為配套產(chǎn)品提供給用戶(hù)。