使用TI-AM1808构建嵌入式导航系统

摘要：TI的AM1808处理器具有较为先进的架构。本文探讨了利用AM1808构建嵌入式导航系统的过程。并且探讨了嵌入式文件系统的组成。在硬件和软件方面对嵌入式系统构建过程中遇到的问题提出了解决方法。

硬件设计

在硬件设计上，得益于AM808先进的架构，AM1808的硬件设计具有很高的弹性。但是考虑到嵌入式系统成本和体积的要求，简洁有力的设计更应该在整个设计流程中被体现出来。因此，某些功能必须被禁用，以提高系统的简洁性和稳定性，并且降低成本。

系统的需求分析

使用AM1808构建嵌入式的导航系统，TFT显示屏是必不可少的组件之一。TFT液晶显示屏通过显示不同的海图和标志，来引导船只的正常航行。早先的嵌入导航仪也选用点阵液晶来进行数据的显示。相比较点阵液晶，TFT液晶有着低成本，更加丰富的颜色输出以及更高的刷新速度。基于以上的理由，TFT液晶已经慢慢将点阵液晶淘汰。

AM1808最大可以接驳1024*1024分辨率的液晶显示器。但是其像素时钟信号最高只能到37.5MHz。当前系统中，我们使用800*480分辨率的液晶就能很好地满足导航功能的现实需求。

对于一个嵌入式系统，系统的升级功能十分的重要。升级的数据来源可以是SD卡或者USB大容量存储器。为了满足多样化的用户需求，我们同时需要这两种接口。AM1808的SD控制器可以访问SD卡上的数据，但是不支持高速的SD卡，但标准速度的SD卡已经可以很好地满足系统的需求。在USB方面，AM1808具有两个可以使用的USB主机端口：集成型PHY的USB2.0移动(OTG)和集成PHY的USB1.1的OHCI。考虑到存储器速度的需求，我们使用USB2.0的OTG来实现USB存储器的数据交换。

导航的一个重要功能是显示自身的GPS位置。为了能够接受GPS模块发出的定位信息，串口通信必不可少。AM1808具有3个独立的串口，并且遵守TL16C550规范。每一个串口都具有16字节的硬件FIFO已经增加的错误检测位。UART提供了CPU和GPS模块之间的数据交换功能。

系统存储器的设计

系统的存储器分为两个部分：FLASH存储器和DDR内存。

FLASH存储器存储一些大容量的永久或者长期数据，这些数据在系统掉电之后还能继续存在。DDR控制器的存在使得AM1808可以使用DDR RAM来作为系统的内存颗粒。相比较SDRAM来说，DDR内存有价格便宜、速度快、容量大的显著优点。

因为嵌入式系统对于内存的需求较低，我们选用128MB的系统内存以及128MB的FLASH存储器就能够很好地满足系统数据传输的需求。

对于FLASH存储器来说，NOR FLASH和NAND FLASH都能提供长效的数据存储。但NOR FLASH相比NAND FLASH而言，具有成本高，容量小的缺点。虽然NOR FLASH可以提供字节编程的功能，但对于嵌入式的数据存储来说，成本和容量是考量的首要两个要素。因此，系统使用NAND FLASH来进行数据的存储。由于NAND FLASH具有的一些缺陷如只能按块擦除，原生可能存在坏块等，我们引入著名的YAFFS文件系统来进行数据的管理和文件系统的实现。

使用J-LINK进行AM1808的检测调试

J-Link是SEGGER公司为支持仿真ARM内核芯片推出的JTAG仿真器。配合IAR EWARM，ADS，KEIL，WINARM，RealView等集成开发环境支持所有ARM7/ARM9内核芯片的仿真，通过RDI接口和各集成开发环境无缝连接，操作方便、连接方便。

在设计印刷电路版时，目前最主要用在测试集成电路的副区块，而且也提供一个在嵌入式系统很有用的调试机制，提供一个在系统中方便的“后门”。当使用一些调试工具像电路内模拟器用JTAG当做讯号传输的机制，使得程式设计师可以经由JTAG去读取整合在CPU上的调试模组。调试模组可以让程式设计师调试嵌入式系统中的软件。

在嵌入式系统硬件设计的初期，很重要的一点就是确认系统的CPU和内存可以正常工作。通过系统的JTAG调试接口，J-LINK可以运行监测程序，通过对同CPU的控制，可以确认系统的CPU是否已经正常工作。通过对系统内存的读写操作，我们可以知道系统的DDR内存是否正常运行。

对于通常的ARM9来说，JTAG调试接口则较为复杂，需要对J-LINK进行定制操作以后才可以正常访问ARM9内核：复位ICE部件，设置正确的ICE信息等等。初始化完成以后，J-LINK就可以提供完整的调试功能。