基于嵌入式系統的銀行評價器設計方案

引言

隨著嵌入式技術的快速發展，銀行評價器從最初的簡單數碼管顯示逐漸轉變為具備多功能、高視覺效果的現代化設備。本文將詳細介紹一種基于嵌入式系統的銀行評價器設計方案，該方案采用高性能、低功耗的ARM9微處理器S3C2440A作為主控芯片，并結合XILINX公司的XL95144XL型CPLD，實現系統的協調控制和信號分配。通過該設計方案，銀行評價器不僅能完成基本的服務評價功能，還能提供豐富的視覺效果和便捷的客戶服務體驗。

一、系統概述

銀行評價器是一種用于客戶對銀行服務質量進行評價的設備。其基本功能包括：客戶前來辦理業務時，柜員按下“開始”按鈕，系統發出語音問候“歡迎光臨”；客戶辦理業務完畢后，柜員按下“結束”按鈕，系統語音提示“您好，請對我的服務進行評價”；客戶按鍵進行評價。隨著嵌入式系統的發展，現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：
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400MHz。它采用了ARM920T內核，功耗低，使用簡單。內部集成了系統管理器、NAND啟動引導、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的數據通信口等。

在設計中的作用：
S3C2440A作為系統的核心處理器，負責整個評價器的控制、數據處理和通信任務。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備，如液晶屏、觸摸屏、音頻電路等，實現復雜的評價功能。同時，其低功耗和高性能的特點，使得評價器在長時間工作下仍能保持穩定的性能和較低的能耗。

2. XL95144XL型CPLD

型號及參數：
XL95144XL是XILINX公司生產的一款高性能、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編程語言實現。

在設計中的作用：
XL95144XL在系統中起到協調控制和分配處理的作用。通過與S3C2440A配合使用，XL95144XL可以實現外圍設備的地址分配功能，確保外圍設備與S3C2440A之間的正確地址連接。同時，它還能協調時序或同步信號，使得相關的外圍設備能夠正常工作。這種協調控制功能對于確保系統的穩定性和可靠性至關重要。

三、硬件設計

1. 嵌入式最小系統

嵌入式最小系統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芯片作為擴展EPROM存儲器，用于存儲系統程序和數據。2片HY57V561620作為擴展的SDRAM，用于存儲系統運行時的臨時數據。

• 晶振電路：設置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。

• 網絡供電：通過互聯網方式，由直流輸出的MODEM通過互聯網口插頭供電給電路，該電壓通常為48V直流信號，通過電源模塊轉換為5V直流電壓，再經過TI公司的TPS65150電源處理器轉換為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，以實現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坐標值通過電信號的方式傳輸給S3C2440A進行處理，然后在顯示屏上顯示出來或執行相應的功能。

4. 音頻電路

音頻電路是評價器的重要組成部分，聲音音質的好壞也是判斷評價器質量優劣的一個指標。設計一個音頻電路時，主要考慮其功率問題。根據客戶要求，設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，其驅動能力強，在持續供電的情況下可以不加其他功放直接驅動耳機，音質較好，無雜音現象。

• 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、軟件設計

1. 嵌入式操作系統的開發和移植

嵌入式操作系統是嵌入式系統的標志，具有體積小、實時性強、開發環境好等特點。在評價器的軟件設計中，采用常見的Linux系統作為嵌入式操作系統。

• Linux系統特點：Linux是一個與生俱來的網絡操作系統，成熟且穩定。它是源代碼開放軟件，不存在黑箱技術，任何人都可以修改它或用它開發自己的產品。Linux系統可以定制，系統內核已經可以做得很小。

• 開發環境：Linux嵌入式操作系統的開發離不開C語言，很多C程序是在Linux系統下通過GCC編譯器進行調試檢測的。

• 系統移植：在移植操作系統中，采用MIZI公司的系統引導程序VIVI，該程序專門針對S3C2410、S3C2440系列的微處理器而開發，使用非常方便。所移植的內核是Linux2.6.12版本，然后再構建根文件系統，以確定應用程序或其他軟件的掛接。

2. 應用軟件的開發和測試

應用軟件的開發和測試是評價器軟件設計的重要組成部分。根據評價器的功能需求，需要開發相應的應用軟件來實現客戶評價流程、數據存儲和傳輸等功能。

• 評價流程：應用軟件需要實現客戶前來辦理業務、柜員按鍵開始評價流程、語音問候、業務辦理完畢后柜員按鍵結束評價流程以及客戶按鍵進行評價等基本功能。

• 數據存儲和傳輸：評價數據需要存儲在評價器的存儲器中，并通過網絡或其他方式傳輸到銀行的管理系統中，以便進行后續的數據分析和處理。

3. CPLD編程

在評價器的軟件設計中，還需要對XL95144XL型CPLD進行編程，以實現其協調控制和分配處理的功能。

• 編程語言：采用VHDL語言來實現對XL95144XL的編程。VHDL是一種描述、模擬、綜合、優化和布線的標準硬件描述語言，具有很強的移植能力。

• 實現功能：CPLD在評價器中實現的功能主要有兩個：一是外圍設備的地址分配功能，實現外圍設備與S3C2440A之間的正確地址連接；二是協調時序或同步信號，使得相關的外圍設備能夠正常工作。

五、系統測試與優化

在系統設計和開發完成后，需要進行系統測試與優化，以確保評價器的穩定性和可靠性。

• 功能測試：對評價器的各項功能進行測試，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：對評價器的性能進行測試，包括處理速度、功耗、穩定性等，確保評價器能夠滿足使用需求。

• 優化調整：根據測試結果，對評價器的硬件和軟件進行優化調整，以提高其性能和穩定性。

六、結論

本文提出了一種基于S3C2440A和XL95144XL的銀行評價器設計方案。該方案采用高性能、低功耗的ARM9微處理器S3C2440A作為主控芯片，并結合XILINX公司的XL95144XL型CPLD，實現了系統的協調控制和信號分配。通過該設計方案，銀行評價器不僅能完成基本的服務評價功能，還能提供豐富的視覺效果和便捷的客戶服務體驗。同時，該方案還考慮了系統的穩定性和可靠性，通過系統測試與優化，確保了評價器的性能和穩定性。未來，隨著嵌入式技術的不斷發展，銀行評價器將具備更多的功能和更高的性能，為銀行服務提供更好的支持。