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过程分析仪器是指用于工业流程中,对物化过程成份或物理状态进行连续检测并构成控制系统检测单元的设备。随着嵌入式系统的发展,传统过程分析仪器正在不断的进行着更新换代,向数字化、智能化、总线化、网络化、平台化、系列化方向发展。目前,我国的过程分析仪器与发达国家相比仍有一定的差距。本课题即是以我校和南京分析仪器厂有限公司联合研制的基于16位嵌入式系统的国产分析仪器为基础进行的进一步研究。
过程分析仪器市场具有品种多、批量小的特点。为了适应市场要求,避免在较低层次上重复设计仪器、稳定产品结构、缩短产品研制周期并提高可维护性,本课题基于平台化的思想,设计了过程分析仪器硬件平台。这个硬件平台是从各种不同过程分析仪器中抽象出的一般结构。以过程分析仪器硬件平台为基础,可以在不改动硬件平台的前提下,方便的扩展出各种不同种类的实际过程分析仪器。为了提高硬件平台的性能,本课题采用32位嵌入式微处理器--基于ARM7TDMI的S3C44BOX作为硬件平台的微处理器。与传统过程分析仪器相比,过程分析仪器硬件平台增加了以太网接口和用于扩展不同总线的USB接口。并根据此硬件平台设计了实际过程分析仪器的扩展板。
软件上移植了基于Linux2.6内核的μCLinux作为操作系统,提高了系统程序的可重用性、可维护性。
本课题的创新点在于基于平台化的思想,采用ARM和Linux相结合的嵌入式技术设计过程分析仪器,并提供了以太网通信接口和基于USB接口的总线扩展途径。为我国过程分析仪器的智能化、数字化、网络化,做出了一定的探索,也有利于今后设计基于ARM的专用过程分析仪器芯片。