基于ATOM处理器的工业控制系统实现

接，确保在CPU内核上电时，时钟发生器工作，在休眠、待机等情况时，同步进入低功耗模式。

4 系统音频

Pouslbo内部集成了HD Audio数字音频控制器。与传统的AC’97相比，HD Audio具有数据传输带宽宽、音频回放精度高、支持多声道阵列麦克风音频输入、CPU的占用率更低和底层驱动程序可以通用等特点。在本设计中，在外部扩展了一片符合 HD Audio规范的 CODEC 编解码芯片 ALC888，即可实现通用音频功能，音频放大器采用 SM2303[5]。ALC888是一个7.1+2通道的HD Audio编解码芯片,具有2路立体声输入ADC，10路DAC输出,几乎可以同时支持7.1音频回环、2路立体声输出。该芯片有2个SENSE信号线，带有插入感知功能，可以感知音频插头插入和拔除。Pouslbo的HD Audio数字音频控制器通过专门的“Azalia Link”总线与 ALC888通信。具体信号线分别是位时钟(Bit Clock)、 串行数据输出(Serial DatOut)、串行数据输入(Serial Data In)、同步信号(Sync)和复位信号(Reset#)。位时钟频率为24 MHz，由 Pouslbo产生。如图3所示。

要想音频品质良好，在 PCB布线时模拟信号及回路必须与数字电路隔离，音频电路的模拟部分对数字噪声非常敏感。防范噪声的最好措施是遵循“功能分区”的原则，建立一个独立的模拟信号区域，以完全隔离模拟部分与数字部分的所有元件、信号通路、电源层以及接地层。一般将该区域放在板子的边缘，以尽量缩短信号线，减少音频信号线受干扰的可能。ALC888模数划分很清晰，没有交叉的区域，布板很方便[4]。

5 系统视频 LVDS、DVO

Pouslbo内部集成了GMA 500，配备了硬件解码支持，可以支持MPEG-4 AVC(H.264)，可以在不给CPU带来额外负载的同时播放VC1(WMV9)、MPEG-2、MPEG-4视频。Pouslbo内部集成了LVDS、SDVO接口，可以直接引出。本设计中液晶显示屏选用Philips 的LP121×04，该屏12.1英寸，1024×768像素，具有LVDS接口，使用很方便。根据实际应用的需求，扩展了一路DVO的接口。

6 外部接口

网络控制芯片选用了Realtek瑞昱公司64Pin LQFP封装的RTL8111，该片基于PCI-Express接口，真正解决了目前标准PCI接口对于千兆网卡带宽不足的问题。集成了10/100/1000转换器，支持远程唤醒和网络唤醒，兼容802.3系列协议，支持PCIE 1.1协议。该片嵌入了带有自适应均衡器的PCIE物理层，PCB布线长度可以达到40英寸，设计使用很方便。

Pouslbo只支持PATA口。本设计中采用JM20330实现SATA/PATA转换，该片包含了串行 ATA 的物理层、连接层、传输层以及并行ATA 的控制器（应用层），符合串行ATA1.0a的协议，支持1.5 GHz的数据速率，主从模式可以通过跳线设置，支持PIO模式、UDMA模式[5]。

　Pouslbo内部集成了USB接口，通过滤波器直接引出到端口。本设计中，引出了4个USB外部接口，如图4所示。

7 LPC总线

Pouslbo内部集成了LPC总线控制器。LPC总线是 Intel为了取消慢速的ISA而制定的一个新规格[3]。以前在ISA上跑的硬件，例如键盘、鼠标、串口、并口等慢速外围都可用支持 LPC 的SUPER IO芯片控制，而且在软件上是完全兼容的。本设计中，选用的LPC外部嵌入式芯片为IT8513，主要负责外接键盘、电池电量、系统指示灯、开关机操作并通过ADM3202实现电平的转换，扩展引出两路串口。系统BIOS芯片也挂接在LPC总线上。上电开机后，由桥片提供时钟，读BIOS固件内容，引导系统启动。

系统BIOS采用 Phoenix BIOS 6.0源代码软件包，在此基础上进行二次开发。BIOS按功能可分为四个大的模块：加电自检 POST(Power On Self Test)部分、基本的中断服务例程、 系统BIOS设置和引导加载。POST提供了一系列诊断例程来测试系统组件，初始化数据区并报告系统信息[6]。一般说来， POST测试通过后基本能保证各硬件设备的正常工作，从而使得系统正常运行。如图5所示。

对于低功耗平台来说，性能已经不是衡量的唯一标准，甚至不是最重要的标准，而低功耗和低发热量才是最大亮点。本系统在没有散热片的情况下不但完成了所有的调试和测试，而且还保持了非常低的温度。实测系统板在带固态硬盘不接屏、运行WindowsXP操作系统时，平均功耗为5.96 W，待机为5.6 W。带屏测时，平均功耗为9.39 W，待机为6.39 W。目前市面上普通的2.8 Ah的3节锂离子电池，正常使用时可以续航4 h以上。整机体积较小，实际尺寸为10 cm×6 cm。

整机测试中，系统可以在WindowsXP操作平台上连续稳定运行 3DMark等测试软件超过24 h，完全能满足特定的低功耗工业用途。本系统已成功应用到客户的便携式移动计算机系统中，通过了军方组织的高低温、淋雨、振动、跌