基于ARM7新型嵌入式心電監護儀的研制
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3.2.2、系統程序存儲器Flash ROM和SDRM擴展
S3C44B0X自身不具有ROM，因此必須外接ROM器件來存儲掉電后仍需要保存的程序代碼和數據。我們采用了SST公司推出的容量為1MB×16的CMOS多用途Flash ROM,它具有可靠性好、功耗低、讀取速度快等優點。系統復位后，首先從0X00000000地址處開始執行，系統啟動代碼應該以此地址開始存放，所以Flash映射在處理器的Bank0區域內。
采用Linksmart公司的一種容量為8MB的SDRM L43L16064作為系統程序的運行空間、數據區和堆棧區，供系統快速讀寫。它的存儲方式為4Bank×1MB×16，采用多Bank和管道結構，具有自動刷新、低功耗和掉電模式。其存儲空間映射在S3C44B0X的Bank6上，地址范圍為：0XC000000H-0XCFFFFFFH。
3.2.3、液晶顯示LCD和鍵盤模塊
為了使用戶能夠對采集到的心電信號有一個直觀的印象和進行常識性的觀察，我們采用了EPSON公司的EG1147型FSTN單色液晶顯示模，對時間、波形、心電參數和系統菜單進行顯示，同時配合按鍵進行儀器控制和設定。它的顯示器點陣為240×320，采用EL背光源，自帶驅動器，通過對S3C44B0X內置LCD控制器編程，將定位在存儲器的顯示緩沖器內的圖像數據傳送給外部LCD的驅動器中，PC口和PD口作為LCD驅動接口，設置PC口工作在第三功能狀態，PD口工作在第二功能狀態。
3.2.4、以太網模塊設計
S3C44B0X沒有集成網絡接口控制器NIC（Network Interface Controller），因此我們為系統擴展了一個REALTECK公司的RTL8019AS控制器，它與NE2000兼容，軟件移植好，接口電路簡單。RTL8019AS工作原理：驅動程序把要發送的數據按照指定格式寫入芯片并啟動發送命令即可。反之，芯片從物理通道上收到信號會直接根據以太網協議把他們轉化成相應格式的數據，并發出中斷，請求CPU讀取數據。
四、系統軟件設計
軟件設計主要包括嵌入式操作系統uClinux在S3C44B0X上的移植，心電數據的采集和存儲，基于S3C44B0X的嵌入式GUI的實現，網絡設備驅動程序開發等。
4.1、嵌入式uClinux操作系統在S3C44B0X上的移植
uClinux是專門針對無MMU(Memory Management Unit 內存管理單元)的處理器而設計的一種免費開放源代碼的操作系統。支持多任務，采取模塊化設計。系統移植可分為bootloader和內核的移植兩大部分。
Bootloader從本質上講它不屬于系統內核，在CPU上電啟動后即開始運行，創立初始化環境和引導內核。這部分代碼用匯編語言編寫，主要完成硬件初始化，對系統的存儲映射（memory map）進行初始化設置等操作，同時改變PC值，使得CPU開始從SDRM執行操作系統的內核。
內核移植時首先RedHat Linux環境下下載源代碼文件包建立交叉編譯環境，接著進入uClinux-dist文件夾進行內核配置，系統配置主要由三部分組成：Makefile、配置文件（config.in）和配置工具（在/script目錄下）。運行make menuconfig命令，會現頂層菜單，選擇硬件系統、內核版本和C庫的選擇，我們在這里vendors選Samsung的S3C44B0X，內核版本為Linux-2.4-x,C庫選uClibc。接著要修改源代碼，對應于各個硬件的子目錄中，例如在uClinux-dist/linux-2.4-x/drivers/修改或增加驅動程序；保存設置退出后運行再執行make dep和make lib_only命令,生成C庫；運行make user_only生成應用程序；接著運行make romfs和make image,生成rom文件系統，拷貝內核文件到uClinux-dist/images中；最后運行make,生成可供嵌入式系統運行的內核文件，這時可以在uClinux-dist/images中出現三個文件:含“rom”是壓縮內核，含“ram”是直接運行的內核，romfs.img是uClinux的文件系統。“ram”和“rom”文件可以通過超級終端從PC串口下載到嵌入式系統的內存中直接運行，這時超級終端上也將顯示uClinux的啟動信息。
4.2、基于S3C44B0X的嵌入式GUI的實現
屏幕驅動的程序設計主要是PSD（Pointer to Screen Device）的結構指針，指針所指向的結構中記錄了有關的一切屬性，根據顯示屬性判斷選擇那個子函數來提供有關的顯示函數。圖形引擎調用PSD完成矩形，圓形等作圖函數，這些函數調用底層的屏幕驅動基本作圖函數來完成圖形顯示。
4.3、RTL8019AS驅動程序在uClinux下的實現
在uClinux中，網絡接口被看作是一個發送和接收數據包的實體，用一個net_device的數據結構表示，在數據結構中定義對網絡接口的各種操作。程序我們是在uClinux網絡驅動文件的基礎上修改而成，主要修改在/drivers/net下的兩個文件：ne.c和8390.c，包括芯片的初始化、收包、網絡注冊等大部分工作。內核在初始化時會自動調用函數ne_probe()，讀取RTL8019AS標識寄存器，檢測設備是否存在以決定是否啟動驅動程序，配置和初始化硬件，然后初始化net_device結構中的變量，再調用Rtl8019as_init()對RTL8019AS做寄存器的相關設置，最后根據starp的值來啟動和關閉RTL8019AS。
五、結束語
針對心電信號ECG極其微弱和極易受到外界干擾的特點，本文的創新點為采用具有低漂移、共模抑制比的儀表放大器AD620對信號進行初級放大，并設計右腿驅動電路以增強信號的抗干擾能力； LCD的引入給人直觀的印象和常識性的判斷；采集到的數據可通過以太網實時傳輸到遠程數據中心，供專家分析和診斷；嵌入式uClinux的引入保證了系統穩定、可靠的運行；小型化的設計，更有利于患者的攜帶。隨著心血管疾病的發病率不斷地逐年上升，這種便攜式心電監護儀具有很高的應用價值和良好的市場前景。
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