基于嵌入式系統(tǒng)的銀行評(píng)價(jià)器設(shè)計(jì)方案

引言

隨著嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，銀行評(píng)價(jià)器從最初的簡(jiǎn)單數(shù)碼管顯示逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆涠喙δ?、高視覺(jué)效果的現(xiàn)代化設(shè)備。本文將詳細(xì)介紹一種基于嵌入式系統(tǒng)的銀行評(píng)價(jià)器設(shè)計(jì)方案，該方案采用高性能、低功耗的ARM9微處理器S3C2440A作為主控芯片，并結(jié)合XILINX公司的XL95144XL型CPLD，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制和信號(hào)分配。通過(guò)該設(shè)計(jì)方案，銀行評(píng)價(jià)器不僅能完成基本的服務(wù)評(píng)價(jià)功能，還能提供豐富的視覺(jué)效果和便捷的客戶服務(wù)體驗(yàn)。

一、系統(tǒng)概述

銀行評(píng)價(jià)器是一種用于客戶對(duì)銀行服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的設(shè)備。其基本功能包括：客戶前來(lái)辦理業(yè)務(wù)時(shí)，柜員按下“開(kāi)始”按鈕，系統(tǒng)發(fā)出語(yǔ)音問(wèn)候“歡迎光臨”；客戶辦理業(yè)務(wù)完畢后，柜員按下“結(jié)束”按鈕，系統(tǒng)語(yǔ)音提示“您好，請(qǐng)對(duì)我的服務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)”；客戶按鍵進(jìn)行評(píng)價(jià)。隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)代銀行評(píng)價(jià)器不僅具備聲音反饋，還開(kāi)始注重視覺(jué)效果，并能根據(jù)銀行需求定制其他功能。

二、主控芯片選型及作用

1. S3C2440A微處理器

型號(hào)及參數(shù)：
S3C2440A是三星公司推出的一款16/32位RISC微處理器，最高工作頻率可達(dá)400MHz。它采用了ARM920T內(nèi)核，功耗低，使用簡(jiǎn)單。內(nèi)部集成了系統(tǒng)管理器、NAND啟動(dòng)引導(dǎo)、CACHE存儲(chǔ)器等，提供了60個(gè)中斷源、154個(gè)通用I/O端口、液晶屏/觸摸屏接口以及其他相關(guān)的數(shù)據(jù)通信口等。

在設(shè)計(jì)中的作用：
S3C2440A作為系統(tǒng)的核心處理器，負(fù)責(zé)整個(gè)評(píng)價(jià)器的控制、數(shù)據(jù)處理和通信任務(wù)。通過(guò)其豐富的I/O端口和通信接口，S3C2440A可以連接各種外圍設(shè)備，如液晶屏、觸摸屏、音頻電路等，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的評(píng)價(jià)功能。同時(shí)，其低功耗和高性能的特點(diǎn)，使得評(píng)價(jià)器在長(zhǎng)時(shí)間工作下仍能保持穩(wěn)定的性能和較低的能耗。

2. XL95144XL型CPLD

型號(hào)及參數(shù)：
XL95144XL是XILINX公司生產(chǎn)的一款高性能、低功耗的3.3V工作型CPLD。它由許多不同功能塊組成，軟件部分通常用VHDL或Verilog HDL編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。

在設(shè)計(jì)中的作用：
XL95144XL在系統(tǒng)中起到協(xié)調(diào)控制和分配處理的作用。通過(guò)與S3C2440A配合使用，XL95144XL可以實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備的地址分配功能，確保外圍設(shè)備與S3C2440A之間的正確地址連接。同時(shí)，它還能協(xié)調(diào)時(shí)序或同步信號(hào)，使得相關(guān)的外圍設(shè)備能夠正常工作。這種協(xié)調(diào)控制功能對(duì)于確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。

三、硬件設(shè)計(jì)

1. 嵌入式最小系統(tǒng)

嵌入式最小系統(tǒng)是整個(gè)評(píng)價(jià)器的核心部分，它包括了S3C2440A微處理器、存儲(chǔ)器（NAND Flash和SDRAM）、晶振電路以及XL95144XL型CPLD等元件。

• 存儲(chǔ)器：K9F1208 NAND flash芯片作為擴(kuò)展EPROM存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)。2片HY57V561620作為擴(kuò)展的SDRAM，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的臨時(shí)數(shù)據(jù)。

• 晶振電路：設(shè)置2路晶振電路，一路為16.9344 MHz，用于給CPU提供工作頻率；另一路為32.768 kHz，用于給S3C2440的REAL TIME CLOCK提供工作頻率。

2. 電源電路

電源電路為各部分硬件電路提供所需的工作電壓。S3C2440A微處理器有2個(gè)工作電壓3.3V和1.3V，而液晶屏的工作電壓為13.6V左右。為了確保產(chǎn)品的工作性能，采用兩套電壓供電方式：

• 直接供電：通過(guò)1個(gè)5V直流電源直接提供工作電壓。

• 網(wǎng)絡(luò)供電：通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)方式，由直流輸出的MODEM通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)口插頭供電給電路，該電壓通常為48V直流信號(hào)，通過(guò)電源模塊轉(zhuǎn)換為5V直流電壓，再經(jīng)過(guò)TI公司的TPS65150電源處理器轉(zhuǎn)換為13.6V的液晶屏工作電壓。

3. 液晶屏顯示電路

液晶屏顯示電路用于提供視覺(jué)反饋，使評(píng)價(jià)器在視覺(jué)效果上給客戶留下好印象。選用TRULY公司的一款兩路背光13.6V供電的TFT液晶屏，該液晶屏融合了圖像顯示和觸摸屏的功能。

• 液晶屏供電：液晶屏需要多路電壓共同供電，包括VGH、VGL、VCOM等電壓，以實(shí)現(xiàn)背光和液晶屏顯示電源。

• 觸摸屏接口：觸摸屏電路較為簡(jiǎn)單，只有1個(gè)4針接口，通過(guò)該接口將觸摸位置的X、Y坐標(biāo)值通過(guò)電信號(hào)的方式傳輸給S3C2440A進(jìn)行處理，然后在顯示屏上顯示出來(lái)或執(zhí)行相應(yīng)的功能。

4. 音頻電路

音頻電路是評(píng)價(jià)器的重要組成部分，聲音音質(zhì)的好壞也是判斷評(píng)價(jià)器質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一個(gè)指標(biāo)。設(shè)計(jì)一個(gè)音頻電路時(shí)，主要考慮其功率問(wèn)題。根據(jù)客戶要求，設(shè)定該電路的最大功放功率為0.7W。

• 音頻功放：選用UDA1341這款音頻功放，其驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，在持續(xù)供電的情況下可以不加其他功放直接驅(qū)動(dòng)耳機(jī)，音質(zhì)較好，無(wú)雜音現(xiàn)象。

• 外放功能：音頻電路還提供了喇叭外放功能，以滿足不同場(chǎng)景下的使用需求。

四、軟件設(shè)計(jì)

1. 嵌入式操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和移植

嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的標(biāo)志，具有體積小、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)環(huán)境好等特點(diǎn)。在評(píng)價(jià)器的軟件設(shè)計(jì)中，采用常見(jiàn)的Linux系統(tǒng)作為嵌入式操作系統(tǒng)。

• Linux系統(tǒng)特點(diǎn)：Linux是一個(gè)與生俱來(lái)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，成熟且穩(wěn)定。它是源代碼開(kāi)放軟件，不存在黑箱技術(shù)，任何人都可以修改它或用它開(kāi)發(fā)自己的產(chǎn)品。Linux系統(tǒng)可以定制，系統(tǒng)內(nèi)核已經(jīng)可以做得很小。

• 開(kāi)發(fā)環(huán)境：Linux嵌入式操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)離不開(kāi)C語(yǔ)言，很多C程序是在Linux系統(tǒng)下通過(guò)GCC編譯器進(jìn)行調(diào)試檢測(cè)的。

• 系統(tǒng)移植：在移植操作系統(tǒng)中，采用MIZI公司的系統(tǒng)引導(dǎo)程序VIVI，該程序?qū)ｉT針對(duì)S3C2410、S3C2440系列的微處理器而開(kāi)發(fā)，使用非常方便。所移植的內(nèi)核是Linux2.6.12版本，然后再構(gòu)建根文件系統(tǒng)，以確定應(yīng)用程序或其他軟件的掛接。

2. 應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和測(cè)試

應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和測(cè)試是評(píng)價(jià)器軟件設(shè)計(jì)的重要組成部分。根據(jù)評(píng)價(jià)器的功能需求，需要開(kāi)發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)客戶評(píng)價(jià)流程、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)裙δ堋?/span>

• 評(píng)價(jià)流程：應(yīng)用軟件需要實(shí)現(xiàn)客戶前來(lái)辦理業(yè)務(wù)、柜員按鍵開(kāi)始評(píng)價(jià)流程、語(yǔ)音問(wèn)候、業(yè)務(wù)辦理完畢后柜員按鍵結(jié)束評(píng)價(jià)流程以及客戶按鍵進(jìn)行評(píng)價(jià)等基本功能。

• 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸：評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)在評(píng)價(jià)器的存儲(chǔ)器中，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或其他方式傳輸?shù)姐y行的管理系統(tǒng)中，以便進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和處理。

3. CPLD編程

在評(píng)價(jià)器的軟件設(shè)計(jì)中，還需要對(duì)XL95144XL型CPLD進(jìn)行編程，以實(shí)現(xiàn)其協(xié)調(diào)控制和分配處理的功能。

• 編程語(yǔ)言：采用VHDL語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)XL95144XL的編程。VHDL是一種描述、模擬、綜合、優(yōu)化和布線的標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語(yǔ)言，具有很強(qiáng)的移植能力。

• 實(shí)現(xiàn)功能：CPLD在評(píng)價(jià)器中實(shí)現(xiàn)的功能主要有兩個(gè)：一是外圍設(shè)備的地址分配功能，實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備與S3C2440A之間的正確地址連接；二是協(xié)調(diào)時(shí)序或同步信號(hào)，使得相關(guān)的外圍設(shè)備能夠正常工作。

五、系統(tǒng)測(cè)試與優(yōu)化

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)完成后，需要進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試與優(yōu)化，以確保評(píng)價(jià)器的穩(wěn)定性和可靠性。

• 功能測(cè)試：對(duì)評(píng)價(jià)器的各項(xiàng)功能進(jìn)行測(cè)試，包括客戶評(píng)價(jià)流程、語(yǔ)音提示、液晶屏顯示、觸摸屏操作等，確保各項(xiàng)功能正常。

• 性能測(cè)試：對(duì)評(píng)價(jià)器的性能進(jìn)行測(cè)試，包括處理速度、功耗、穩(wěn)定性等，確保評(píng)價(jià)器能夠滿足使用需求。

• 優(yōu)化調(diào)整：根據(jù)測(cè)試結(jié)果，對(duì)評(píng)價(jià)器的硬件和軟件進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以提高其性能和穩(wěn)定性。

六、結(jié)論

本文提出了一種基于S3C2440A和XL95144XL的銀行評(píng)價(jià)器設(shè)計(jì)方案。該方案采用高性能、低功耗的ARM9微處理器S3C2440A作為主控芯片，并結(jié)合XILINX公司的XL95144XL型CPLD，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制和信號(hào)分配。通過(guò)該設(shè)計(jì)方案，銀行評(píng)價(jià)器不僅能完成基本的服務(wù)評(píng)價(jià)功能，還能提供豐富的視覺(jué)效果和便捷的客戶服務(wù)體驗(yàn)。同時(shí)，該方案還考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，通過(guò)系統(tǒng)測(cè)試與優(yōu)化，確保了評(píng)價(jià)器的性能和穩(wěn)定性。未來(lái)，隨著嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展，銀行評(píng)價(jià)器將具備更多的功能和更高的性能，為銀行服務(wù)提供更好的支持。