基于嵌入式系統(tǒng)的銀行評價器設(shè)計方案

引言

隨著嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，銀行評價器從最初的簡單數(shù)碼管顯示逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆涠喙δ?、高視覺效果的現(xiàn)代化設(shè)備。本文將詳細(xì)介紹一種基于嵌入式系統(tǒng)的銀行評價器設(shè)計方案，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)控制和信號分配。通過該設(shè)計方案，銀行評價器不僅能完成基本的服務(wù)評價功能，還能提供豐富的視覺效果和便捷的客戶服務(wù)體驗(yàn)。

一、系統(tǒng)概述

銀行評價器是一種用于客戶對銀行服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評價的設(shè)備。其基本功能包括：客戶前來辦理業(yè)務(wù)時，柜員按下“開始”按鈕，系統(tǒng)發(fā)出語音問候“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)語音提示“您好，請對我的服務(wù)進(jìn)行評價”；客戶按鍵進(jìn)行評價。隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)代銀行評價器不僅具備聲音反饋，還開始注重視覺效果，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，使用簡單。內(nèi)部集成了系統(tǒng)管理器、NAND啟動引導(dǎo)、CACHE存儲器等，提供了60個中斷源、154個通用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)計中的作用：
S3C2440A作為系統(tǒng)的核心處理器，負(fù)責(zé)整個評價器的控制、數(shù)據(jù)處理和通信任務(wù)。通過其豐富的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)雜的評價功能。同時，其低功耗和高性能的特點(diǎn)，使得評價器在長時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編程語言實(shí)現(xiàn)。

在設(shè)計中的作用：
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，它還能協(xié)調(diào)時序或同步信號，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

1. 嵌入式最小系統(tǒng)

嵌入式最小系統(tǒng)是整個評價器的核心部分，它包括了S3C2440A微處理器、存儲器（NAND Flash和SDRAM）、晶振電路以及XL95144XL型CPLD等元件。

• 存儲器：K9F1208 NAND flash芯片作為擴(kuò)展EPROM存儲器，用于存儲系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)。2片HY57V561620作為擴(kuò)展的SDRAM，用于存儲系統(tǒng)運(yùn)行時的臨時數(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1個5V直流電源直接提供工作電壓。

• 網(wǎng)絡(luò)供電：通過互聯(lián)網(wǎng)方式，由直流輸出的MODEM通過互聯(lián)網(wǎng)口插頭供電給電路，該電壓通常為48V直流信號，通過電源模塊轉(zhuǎn)換為5V直流電壓，再經(jīng)過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反饋，使評價器在視覺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：觸摸屏電路較為簡單，只有1個4針接口，通過該接口將觸摸位置的X、Y坐標(biāo)值通過電信號的方式傳輸給S3C2440A進(jìn)行處理，然后在顯示屏上顯示出來或執(zhí)行相應(yīng)的功能。

4. 音頻電路

音頻電路是評價器的重要組成部分，聲音音質(zhì)的好壞也是判斷評價器質(zhì)量優(yōu)劣的一個指標(biāo)。設(shè)計一個音頻電路時，主要考慮其功率問題。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)動耳機(jī)，音質(zhì)較好，無雜音現(xiàn)象。

• 外放功能：音頻電路還提供了喇叭外放功能，以滿足不同場景下的使用需求。

四、軟件設(shè)計

1. 嵌入式操作系統(tǒng)的開發(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)時性強(qiáng)、開發(fā)環(huán)境好等特點(diǎn)。在評價器的軟件設(shè)計中，采用常見的Linux系統(tǒng)作為嵌入式操作系統(tǒng)。

• Linux系統(tǒng)特點(diǎn)：Linux是一個與生俱來的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，成熟且穩(wěn)定。它是源代碼開放軟件，不存在黑箱技術(shù)，任何人都可以修改它或用它開發(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。

• 開發(fā)環(huán)境：Linux嵌入式操作系統(tǒng)的開發(fā)離不開C語言，很多C程序是在Linux系統(tǒng)下通過GCC編譯器進(jìn)行調(diào)試檢測的。

• 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S3C2410、S3C2440系列的微處理器而開發(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)用軟件的開發(fā)和測試

應(yīng)用軟件的開發(fā)和測試是評價器軟件設(shè)計的重要組成部分。根據(jù)評價器的功能需求，需要開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)客戶評價流程、數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)裙δ堋?/span>

• 評價流程：應(yīng)用軟件需要實(shí)現(xiàn)客戶前來辦理業(yè)務(wù)、柜員按鍵開始評價流程、語音問候、業(yè)務(wù)辦理完畢后柜員按鍵結(jié)束評價流程以及客戶按鍵進(jìn)行評價等基本功能。

• 數(shù)據(jù)存儲和傳輸：評價數(shù)據(jù)需要存儲在評價器的存儲器中，并通過網(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

在評價器的軟件設(shè)計中，還需要對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。

• 編程語言：采用VHDL語言來實(shí)現(xiàn)對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)硬件描述語言，具有很強(qiáng)的移植能力。

• 實(shí)現(xiàn)功能：CPLD在評價器中實(shí)現(xiàn)的功能主要有兩個：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)時序或同步信號，使得相關(guān)的外圍設(shè)備能夠正常工作。

五、系統(tǒng)測試與優(yōu)化

在系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)完成后，需要進(jìn)行系統(tǒng)測試與優(yōu)化，以確保評價器的穩(wěn)定性和可靠性。

• 功能測試：對評價器的各項功能進(jìn)行測試，包括客戶評價流程、語音提示、液晶屏顯示、觸摸屏操作等，確保各項功能正常。

• 性能測試：對評價器的性能進(jìn)行測試，包括處理速度、功耗、穩(wěn)定性等，確保評價器能夠滿足使用需求。

• 優(yōu)化調(diào)整：根據(jù)測試結(jié)果，對評價器的硬件和軟件進(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的銀行評價器設(shè)計方案。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)控制和信號分配。通過該設(shè)計方案，銀行評價器不僅能完成基本的服務(wù)評價功能，還能提供豐富的視覺效果和便捷的客戶服務(wù)體驗(yàn)。同時，該方案還考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，通過系統(tǒng)測試與優(yōu)化，確保了評價器的性能和穩(wěn)定性。未來，隨著嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展，銀行評價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。