基于DSP和UC/OS-Ⅱ的家庭智能网络控制器研究
摘要
由于现代家庭的具有网络互联功能的电子设备和家用电器的多样化、智能化，如何控制和合理使用它们是一个需要解决的问题。为了协调它们之间运作，家庭智能控制器的使用成为必然。以嵌入式操作系统为管理系统、高端CPU DSP为核心的网络智能控制器，因具有功耗低、体积小、处理实时数据速度快等优点而适合在家庭中使用。
本课题是北京市自动化与现场总线重点实验室立项的智能小区家庭智能网络控制器的研究开发项目。
本文围绕网络智能控制器，在查阅相关文献、技术资料的基础上，设计控制器。首先选择能满足控制功能、具有合理的价格、应用广泛的高端微处理器TMS320C54x系列DSP中的5402作为控制器的CPU，提高控制器的可靠性和处理设计的实时性；然后，选择应用广泛、源代码公开、结构简练的高性能嵌入式操作系统UC／OS-Ⅱ作为管理控制器的操作系统，调度各种任务的执行和管理外围设备；最后，设计控制器的软硬件，选择RTL8019AS作为底层网络以太网的控制芯片，为网络传输设计IP、UDP协议。
由于各种控制器的组成原理基本一致，智能控制器针对不同的控制对象，添加控制特定对象所需的外围接口芯片，可以在操作系统中很容易更改和添加不同任务子程序，完成不同的控制功能，应用到各行各业。
In modern families there are so many electric devices which are intellectual and have the function of net, how to manage them becomes a problem to be resolved. So. it is necessary to use the intellectual controller for home. The controller based on DSP and embedded operation system is fit for home because of its fast speed and low power consumption.
The Intellectual controller of home is the project of Automation and Field Bus Technology laboratory in the North China University of Technology.
The paper brings forward the design of the controller for reference to a lot of materials. First choose high performance CPU of TI's DSP TMS320C5402 as the core of intellectual controllers and peripheral chips which are fit for intellectual controllers and are applied widely in the world. Then, choose UC/OS-II applied widely in the world whose source codes are free as the controller's administrator. Last, choose RTL8019AS as controlling chip of Ethernet and design the controller and IP> UDP protocol embedded in UC/OS-II.
Because what controllers are made of is the same in principle, we can add different peripheral chips for different objects and modify tasks to complete functions needed in all kinds of trades.
本课题是北京市自动化与现场总线重点实验室立项的智能小区家庭智能网络控制器的研究开发项目。
本文围绕网络智能控制器，在查阅相关文献、技术资料的基础上，设计控制器。首先选择能满足控制功能、具有合理的价格、应用广泛的高端微处理器TMS320C54x系列DSP中的5402作为控制器的CPU，提高控制器的可靠性和处理设计的实时性；然后，选择应用广泛、源代码公开、结构简练的高性能嵌入式操作系统UC／OS-Ⅱ作为管理控制器的操作系统，调度各种任务的执行和管理外围设备；最后，设计控制器的软硬件，选择RTL8019AS作为底层网络以太网的控制芯片，为网络传输设计IP、UDP协议。
由于各种控制器的组成原理基本一致，智能控制器针对不同的控制对象，添加控制特定对象所需的外围接口芯片，可以在操作系统中很容易更改和添加不同任务子程序，完成不同的控制功能，应用到各行各业。
In modern families there are so many electric devices which are intellectual and have the function of net, how to manage them becomes a problem to be resolved. So. it is necessary to use the intellectual controller for home. The controller based on DSP and embedded operation system is fit for home because of its fast speed and low power consumption.
The Intellectual controller of home is the project of Automation and Field Bus Technology laboratory in the North China University of Technology.
The paper brings forward the design of the controller for reference to a lot of materials. First choose high performance CPU of TI's DSP TMS320C5402 as the core of intellectual controllers and peripheral chips which are fit for intellectual controllers and are applied widely in the world. Then, choose UC/OS-II applied widely in the world whose source codes are free as the controller's administrator. Last, choose RTL8019AS as controlling chip of Ethernet and design the controller and IP> UDP protocol embedded in UC/OS-II.
Because what controllers are made of is the same in principle, we can add different peripheral chips for different objects and modify tasks to complete functions needed in all kinds of trades.
引文
[1]李哲英，骆丽DSP器件为核心的嵌入式系统技术 电子产品世界 2001．6．
[2]马仁政，郑明凯DSP在工业控制的应用 厦门大学学报 2001．8．
[3]Barry B. Brey INTEL微处理器全系列：结构、编程与接口 电子工业出版社 2000．
[4]林正皓 实用汇编语言入门与编程技巧 海洋出版社 1994．
[5]戴梅萼，史嘉权 微型计算机技术及应用 清华大学出版社 1996．
[6]TEXAS INSTRUMENTS TMS320C54X DSP REFERENCE SET 2000.
[7]TEXAS INSTRUMENTS TMS320C54X Assembly Language Tools User's Guide 1999.
[8]Maurice J. Bach UNIX操作系统设计 北京大学出版社 2000．
[9]Andrew S. Tanenbaum现代操作系统 机械工业出版社 2001．
[10]W. RICHARD STEVENS TCP/IP详解 卷1：协议 机械工业出版社 2000．
[11]Gary R. Wright, W. Richard Stevens TCP/IP详解 卷2：实现 2001．
[12]王利，张玉祥，杨良怀 计算机网络实用教程 电子工业出版社 1999．
[13]周明天 TCP／IP网络原理与技术 清华大学出版社 1993．
[14]William Stallings高速网络TCP／IP和ATM的设计 电子工业出版社 2000．
[15]JEAN J. LABRISSE UC/OS-II源码公开的实时嵌入式操作系统 中国电力出版社 2001．
[16]Jean J. Labrosse嵌入式系统构件 —机械工业出版社 2002．
[17]廖裕评，陆瑞强CPLD数字电路设计—使用MAX+PLUSII入门篇 2001．
[18]宋万杰，罗丰，吴顺君CPLD技术及其应用 西安电子科技大学 2000．
[19]赵曙光，郭万有，杨颂华 可编程逻辑器件原理、开发与应用 西安电子科技大学出版社 2000．
[20]Dave Nicklin Fpgas satisfy dsp needs New Electronics 2000.
[21]Richard Heathfield标准C语言实用全书 电子工业出版社 2001．
[22]TEXAS INTRUMENTS TMS320C54X C Source Debugger User's Guide 1999.
[23]李刚 数字信号处理器的原理及其开发应用 天津大学出版社 2000．
[24]张雄伟，陈亮，徐光辉DSP集成开发与应用实例 电子工业出版社 2002．
[25]刘益成 TMS320C54x DSP应用程序设计与开发 2002．
[26]戴明桢，周建江 TMS320C54x DSP结构．原理及应用 2001．
[27]郑红，吴冠 TMS320C54x DSP应用系统设计 北京航空航天大学出版社 2002．
[28]张雄伟，曹铁勇 DSP芯片的原理与开发应用 电子工业出版社 2000．
[29]戴逸民，梁晓雯 基于DSP的现代电子系统设计 电子工业出版社 2002．
[30]朱铭皓，赵勇，甘泉 DSP应用系统设计 电子工业出版社 2002．
[31]宋万杰，罗丰，吴顺君 CPLD技术及其应用 西安电子科技大学 2000．
[32]廖裕评，陆瑞强 CPLD数字电路设计—使用MAX+PLUSII入门篇 2001．
[33]Lennart Lindh用VHDL设计电子线路 清华大学出版社 2000．
[34]曾繁泰，陈美金 VHDL程序设计 清华大学出版社 2001．
[35]杨亚军，胡仁杰 实时嵌入式内核在DSP上的移植实现 工业控制计算机 2002．06．
[2]马仁政，郑明凯DSP在工业控制的应用 厦门大学学报 2001．8．
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[35]杨亚军，胡仁杰 实时嵌入式内核在DSP上的移植实现 工业控制计算机 2002．06．