摘 要：本文闡述了嵌入式Ethernet結構的特點，設計了一種新的網絡測試系統。該系統包括嵌入式Ethernet控制板的開發以及外圍電路的網絡拓撲結構，它提供了一個網絡測試環境，能夠更快速、多任務地實現數據采集的傳輸和處理，該系統已經在空調生產檢測上得到了很好的應用。 關鍵詞：嵌入式系統 Ethernet mClinux 檢測 1 引言 　　嵌入式系統的開發與應用是目前發展的一個熱點，隨著嵌入式技術的發展，它所帶來的應用使得小型化、多任務化的嵌入式控制器開發成為可能。本文結合Ethernet結構的特點，自主研制開發了一種以ARM和mClinux為開發環境的嵌入式控制器，成功地應用到空調電控板的各項性能參數在線實時檢測。 2 嵌入式Ethernet系統結構[sup]【1】[/sup] 　　系統結構如圖1所示。 　　 　　嵌入式Ethernet系統大致為三層架構： 　　1） 遠程終端 　　主要用于遠程數據管理，一般企業高層管理層可以通過Internet調用在線檢測數據以便做決策分析，也可以發送指令給本地終端，實時控制檢測流程。 　　2） 本地服務器或終端 　　現場車間或者檢測中心可以通過本地Ethernet網關，及時地調用數據以及將有效數據存入本地數據庫服務器。 　　3） 現場檢測 　　通過自主研發的嵌入式控制器，可以將檢測對象的參數（例如電流、電壓、脈沖以及溫度）采集進來，并可以根據需求調整檢測精度和進行數據處理。該環節本文將在后面做詳細說明。 3 嵌入式Ethernet控制器設計[sup]【2】【3】【5】[/sup] 　　如圖2所示為控制器的硬件結構圖。 　　嵌入式Ethernet控制器的開發，CPU是系統的核心部分，負責內存的分配、線程調用以及所有設備的控制。RAM和FLASH是系統的存儲部分，用于數據的存儲以及地址的分配。端口含概了目前最為流行的以太網接口、USB接口和RS232/485接口。另外，總線技術采用了當前最為先進的PXI總線標準，能夠實現現場數據的高速采集和可靠輸出。此外，還配備了HMI（人機操作界面），便于現場檢測的參數調整以及流程的控制。 　　控制器的操作系統采用ARM裝載mclinux架構。 　　選用mClinux是因為mClinux具有以下特點： 　　1） 取消了內存管理單元MMU，具有完整的網絡功能。 　　2） 完備的文件系統支持，采用了romfs文件系統作為根文件系統，相對于一般的ext2文件系統要求更少的空間。 　　3） 使用了flat可執行文件格式：elf格式有很大的文件頭，flat文件對文件頭和一些段信息做了簡化。 　　4） 體積小，可移植性強。 　　在開發過程中，還建立了一種交叉編譯環境，既基于以太網下的調試將本地終端和控制器接入到局域網中，做法是在本地終端上安裝RedHat Linux9.0操作系統，并同時安裝針對ARM開發的工具鏈arm-elf-tools。這樣，在本地終端上編輯和編譯好的用戶程序，就可以通過以太網，將編譯后的可執行文件下載到控制器的CPU里來運行。 　　此嵌入式Ethernet控制器已調試通過正常運行，具有很高的集成度和實時性等特點。 4 應用方案[sup]【4】[/sup] 　　商用空調網絡測試系統圖如圖3所示，商用空調一般是由一臺主機和若干分體機構成，結構較一般家用空調復雜，需要測量的參數很多，包括各機的整機電流、電壓、壓縮機電流、風速脈沖、溫度和頻率以及它們之間的通訊協議等。通過本地的工控機上的數據采集卡將所有的這些參數采集進來，在經過PXI總線將數據實時下載到嵌入式控制器的CPU進行計算和數據分析。數據庫服務器可以通過Ethernet存儲控制器傳輸過來的數據，也同時可以響應遠程服務器發來的指令，根據流程來進行檢測和數據調用，同時可以生成報表打印，供用戶管理層做決策分析。 　　另外，圖2中所示，嵌入式控制器還兼容了很多接口，如USB接口、RS232/485接口等可以滿足不同型號空調所需要的各種特殊數據通訊接口。也可以通過控制器外圍的HMI人機界面來進行本地操作，比如參數的設定和校準、測試流程控制以及數據監控等。 5 結束語 　　Ethernet以太網應用到嵌入式領域，進入到控制網絡是當前智能檢測的趨勢。本文的創新點是以嵌入式技術為核心，采用高速、多通道的數據采集系統，高精度、高抗干擾、模塊式信號采集解析技術及故障診斷技術，具有技術新穎性;通過數據融合技術，結合Ethernet技術將生產現場的智能家電控制主板自動測試裝置連接到嵌入式控制器，組成一個統一的自動測控系統。該系統自投入運行，工作性能可靠，運行穩定，滿足了廠家對空調產品質量的測試要求，使網絡測試工作的效率提高了30%-40%。 　　另外，本文通過將嵌入式Ethernet技術應用到網絡測試系統中，以及探索了一種有益的應用方案，為嵌入式以太網的深入研究有很好的借鑒意義和參考價值。 參考文獻 　　【1】王田苗.嵌入式系統設計及實例開發. 北京：清華大學出版社，2002 　　【2】陶波等.基于嵌入式Internet的工業控制.測控技術，2002.20.（8） 　　【3】崔濤.Linux系統下基于PCI控制器的DMA編程.微計算機信息（測控自動化），2006.1 　　【4】雷霖.微機自動檢測.電子科技大學出版社，1998 　　【5】張景麗等.基于PXI的高性能數據采集系統的實現.計算機測量與控制，2004.12（9）,885-887。