Mô hình thiết kế “hệ thống nhúng trên máy sao chép dữ liệu

Diễn đàn
Hệ thống Nhúng và Real-Time OS
Mô hình thiết kế “hệ thống nhúng trên máy sao chép dữ liệu

Mô hình thiết kế “hệ thống nhúng trên máy sao chép dữ liệu

15/03/2012 0 3203

1 Giới thiệu cấu trúc phần cứng

Ở hình 2.3 mô tả cấu trúc sơ đồ khối máy sao chép dữ liệu từ ổ cứng nguồn sang ổ cứng đích được hoạt động thông minh dưới sự điều khiển của CPU là vi xử lý

EP9315 (ARM9 core), máy tự động dò tìm tệp tin hệ thống và vùng dữ liệu đã được lưu trên ổ đĩa nguồn để phân tích sắp xếp lại bằng khâu Neural sau đó chép lại qua ổ đích với nội dung không đổi, đồng thời dữ liệu trên ổ đĩa đích được dồn lại (defragment) để tránh dữ liệu bị phân mảnh. Nhúng khâu neural vào chương trình phần mềm của hệ thống để phân tích và định dạng vùng chứa dữ liệu cho ổ đĩa đích. Sau đây là chức năng tổng quát của từng khối:

+ Chíp FPGA: Đây là vi mạch số lập trình được để tạo ra chíp cầu chuyển đổi tín hiệu từ CPU bus sang PCI bus để giao tiếp với bộ điều khiển ổ cứng CM649. Sau khi CPU thiết lập các thông số truyền dữ liệu giữa 2 ổ cứng với nhau thì FPGA đóng vai trò là cầu để truyền dữ liệu trực tiếp từ ổ cứng nguồn sang ổ cứng đích mà không cần sự can thiệp của CPU để tăng tốc độ truyền dữ liệu cho hệ thống. Ngoài ra CPU có thể đọc dữ liệu trực tiếp từ ổ cứng nguồn hoặc đích lên bộ nhớ (RAM) của hệ thống để phân tích, tính toán và xử lý khi cần thiết.

+ CMD649: là bộ điều khiển ổ cứng (IDE controller) dùng để đọc, ghi dữ liệu từ ổ cứng. Vi mạch này có các thanh ghi cấu hình để ánh xạ tới ổ cứng trong quá trình truy xuất dữ liệu, và đồng thời kết nối với ổ cứng bằng giao diện IDE bus, hỗ trợ truyền dữ liệu tốc độ tới 100MB/s. Chíp CMD649 giao tiếp với FPGA bằng PCI bus.

+ ISP1582: đây là bộ điều khiển USB thiết bị (Universal Serial Bus Peripheral Controller) kết nối với CPU thông qua CPU bus, được dùng để giao tiếp giữa máy sao chép dữ liệu (MSCDL) với máy tính thông qua kênh truyền USB. Vi mạch này có hỗ trợ chế độ truyền dữ liệu UDMA tới bộ nhớ của ARM và đồng thời hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu qua chuẩn USB lên tới 480Mbit/s, cho phép MSCDL nâng cấp chương trình hệ thống bằng máy tính và cho phép sao chép dữ liệu từ ổ cứng máy tính đang hoạt động tới ổ cứng đích đang gắn ở MSCDL.

+ Bàn phím: đây là một ma trận phím được giao tiếp với bộ điều khiển ma trận phím (Matrix Controller) của ARM9, cho phép người sử dụng tương tác tới hệ thống.

+ Màn hình hiển thị: đây là giao diện của MSCDL dùng để thông báo tới người sử dụng về chức năng, tiến trình và trạng thái hoạt động của hệ thống.

+ Bộ nhớ: hệ thống có 8MB bộ nhớ chương trình (Flash ROM instruction memory) và 8MB bộ nhớ dữ liệu (SDRAM data memory).

+ Bộ xử lý trung tâm: được thực hiện bởi vi xử lý EP9315, đây là dòng vi xử lý ARM9 tốc độ cao với tần số xung đồng hồ hệ thống (core) lên tới 200MHz, có kênh truyền dữ liệu trực tiếp tốc độ cao UDMA, có hỗ trợ chạy được hệđiều hành WinCE và Embedded Linux.

+ Chương trình phần mềm hệ thống: chương trình điều khiển của hệ thống được viết bằng ngôn ngữ lập trình “C” sau đó biên dịch và được nhúng vào hệ điều hành Embedded Linux được cài đặt trên MSCDL để điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của hệ thống.

2 Kiến trúc phần mềm trên máy sao chép dữ liệu ổ đĩa cứng

Máy sao chép dữ liệu được thiết kế là một hệ thống nhúng sử dụng CPU là vi xử lý ARM9 (system on chip) chạy được Linux và WinCE có khả năng quản lý đa nhiệm (multiple task management) theo kiểu phân luồng (pipe line) thì cấu trúc chương trình để khởi động và thực thi trong hệ thống này bao gồm: chương trình khởi động (bootloader), hạt nhân (kernel) của hệ điều hành, tệp tin gốc (root file system) và cuối cùng là chương trình ứng dụng (application) của người sử dụng xây dựng đểđiều khiển toàn bộ hệ thống máy sao chép dữ liệu. Hình 2.4 và hình 2.5 mô tả cấu trúc phần mềm hệ thống: