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[摘 要] 随着微电子技术和计算机技术的发展，嵌入式控制芯片技术获得了广阔的发展空间。特别是新世纪以来，将嵌入式控制芯片应用于机械控制系统中已经成为了一个热点。同时系统设计以嵌入式芯片为核心的伺服系统，增加了系统的可靠性，提高了精度和响应速度。本文对嵌入式控制芯片作了概要介绍，同时对其在中央空调控制系统中的应用作了简单介绍，并对其新技术发展提出展望。
[关键词] 嵌入式控制芯片 热点 伺服系统
基于嵌入式控制芯片的工业自动化设备随着经济和技术的提高获得了长足的发展，目前已经有大量的8、16、32位嵌入式微控制器在应用中，如工业过程控制、数字机床、电网设备监测等。尤其是新世纪以来，嵌入式芯片技术的发展和普及更加引人注目，已经成为现代工业控制、通信类和消费类产品发展的方向，嵌入式控制芯片技术在ATM、可视电话、汽车的ABS等产品中冶都有大量的应用，此外，军事领域也可以处处看到嵌入式芯片技术的身影，单兵信息终端，便携式保密机等。可以说嵌入式控制芯片在机械自动化系统中的应用得到了重视和应用，同时也渗透到了人们的日常生活中，带来了巨大的变化。
一、中国芯片的发展现状
隨着我国IT产业的迅猛发展，与之相关的各项技术研究及成果开发也不断出现，但CPU芯片的设计开发却一直是计算机产业的一个空白，这也导致中国信息产业的发展受制于人，在现实应用中也受到限制。芯片发展经历了漫长了艰辛的过程。中国的两位曾经在美国硅谷创业的海外留学博士回到中关村，在信息产业部的支持下成立“中星微电子有限公司”，经过努力研发出具有中国自主知识产权的16位嵌入式超大规模数码影像芯片“星光1号”、中国首枚世界领先的音视频同体芯片“星光2号”、全球第一个用手机控制机器人的数字影像处理芯片“星光3号”；“中芯微系统技术有限公司”研究出了国内第一个0.25微米，32位嵌入式CPU的“方舟”芯片系列；尔后出现了“爱国者”芯片系列、“神威”芯片系列和目前比较先进的“龙芯”系列，可用于工业控制、信息家电、通讯、网络设备、存储服务器、安全服务器等产品上。
二、嵌入式控制芯片的特点
进入新世纪以来，嵌入式控制芯片技术得到了全面的发展，目前已经成为通信和消费类产品的共同发展方向。嵌入式控制芯片经历了几十年的发展，特别是近些年在机械控制系统上的应用取得了飞速发展，这得力于其自身所具有的特点。
1）嵌入式控制芯片处理器结构使可扩展的，能迅速地应用于各种设备中。目前其已经广泛应用于汽车导航、流量控制、信息检测等服务方面。由于其芯片具有可扩展的处理器结构，因此在汽车导航中就可以随时随地地找到你的位置，方便迅速，而且准确。
2）嵌入式控制芯片具有很强的专用性。嵌入式控制芯片自身特点明显，其中的软件和硬件系统结合紧密，即使在同一品牌、同一系列的芯片产品中也需要根据系统硬件的变化和增减来不断调整。同时针对不同的作业认为，需要对系统进行较大的调整，以满足不同需求。
3）嵌入式控制芯片具有很强的支持和存储区保护功能。应用嵌入式控制芯片可以支持多样任务，替代传统的人工作业，更准确、安全可靠。同时应用嵌入式控制芯片可以对用户信息进行准确的存储，方便可靠，尤其是各种智能ATM终端全面走入人们的生活，可以一卡走天下。
4）嵌入式控制芯片需要开发工具和环境。芯片本身不具有自主开发能力，当研发成功之后用户通常也不能对其中的程序功能进行随意改变，必须要有一套开发工具和环境进行开发。同时这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。
5）嵌入式控制芯片具有可剪裁性。为了在不提高成本的基础上，满足专业性的需要，同时平和芯片产品的通用和专用的关系，目前，嵌入式系统硬件和操作系统设计具有裁剪性，可以是嵌入式控制芯片具有根据实际应用情况来量体裁衣，满足不同的需求。
三、嵌入式控制芯片技术在中央空调控制系统中的应用
随着嵌入式控制芯片技术的不断发展，使得它在我们日常生活和控制领域中得到了越来越多的应用。嵌入式系统以应用为中心，通过软件、硬件的适当裁剪，可实现对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。本文采用基于ARM9内核的三星S3C2440A作为嵌入式中央空调智能控制器的核心芯片，最终实现中央空调智能控制器，见图1。
传统的基于PLC应用系统作为单片机本地控制已经比较成熟，但是随着客户要求的提高，特别是现在互联网技术的广泛应用，要想把中央空调的监控放在互联网上，实现客户的随时随地监控，目前PLC系统实现起来相当困难，而且监控数据非常有限。但是随着嵌入式控制芯片的引入，不断涌现的高性能的嵌入式CPU及嵌入式操作系统的出现，使得集成A/D、D/A转换、人机界面、以太网等功能的嵌入式监控系统成为可能，可以实现日益提高的监控要求，而且还可以节省硬件成本，优化系统性能，带来良好的经济效益。
分析系统对嵌入式硬件的要求和监控系统的特点，选择一款合适的ARM开发板作为目标板，用于本系统的快速开发和原型实验。同时针对中央空调自动监控系统及目标板得硬件特点，并可以充分利用现有的PLC监控系统的硬件资源（包括传感器、I/O转换板等）设计并实现光电隔离输入接口电路、大功率继电器输出驱动电路、标准电流环传感器输入A/D转换接口电路，以及用PWM模拟D/A转换的DAC接口转换电路。
四、嵌入式控制芯片技术在机械自动化的前景展望
1）嵌入式控制芯片技术要不断实现网络化合信息话。随着互联网技术的不断成熟、宽带技术的日益提高，使得以前那种只具有单一功能的机械设备功能不再单一，结构更加复杂多样。这就要求芯片制造厂商在芯片上集成更多的功能，软件方面采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂，简单应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。
2）网络互联是当今嵌入式控制芯片技术发展的必然趋势。一般意义上的单片机无法支持网络，但是为了适应互联网发展的需要，就需要硬件上提供各种网络通信端口。同时也需要提供相应的通信网络协议和物理层驱动软件，软件方面嵌入式控制芯片系统内核支持网络模块，甚至可以在设备上嵌入Web浏览器，真正实现各种设备上网。
3）降低功耗和软硬件成本。未来的嵌入式控制芯片为了降低功耗和成本，需要精简内核，只保留和系统功能紧密相关的软硬件。实现最低的消耗最大的回报。这就需要设计这选择最佳的编程模型和不断改进算法，优化编译器性能。这就对设计者提出更高要求，不仅要有丰富的硬件知识，而且还需要了解先进嵌入式控制芯片技术知识，选用最佳的编程模型和不断改进算法，优化编译性能。
4）嵌入式控制芯片要不断统一化。当前存在各种各样的嵌入式控制芯片，这就导致了在机械化应用过程中的诸多不便。如果在基于OS2的操作系统上开发的应用程序，想在0S3上用，则需要繁杂的移植工作。所以为了更好的服务于机械化生产，嵌入式芯片要不断统一化，即随着嵌入式控制芯片的不断发展，将来必将会出现一个可以支撑几乎所有应用程序的操作系统。
5）嵌入式控制芯片的开发离不开更加强大的开发工具和操作系统的支持。随着互联网技术的不断发展、宽带技术的不断提高、网络通信内容的不断丰富，嵌入式控制芯片的应用项目也将越加多样化，结构也将越来越复杂。这也就要求更为功能强大处理能力的嵌入式处理器，（例如16位、32位RISO芯片或信号处理器DSM等）。同时还要求采用实时多任务编程技术和交叉开发技术来控制系统。
四、总结
随着网络技术的不断发展，嵌入式控制芯片技术在机械自动化系统中的应用也得到了加强和延伸，使得机械的伺服控制更加灵活、开放、精准。具备网络自动化控制系统特点，将是技术发展的必然趋势。近年来嵌入式控制芯片虽然在机械控制系统中得到了广泛的应用，发挥了不可替代的作用，但是我们也看到了其在控制系统中存在的一些问题，我们有必要不断研究和学习国内外最为先进的嵌入式控制芯片技术，提高其在机械控制系统中的应用范围和价值，从而更好的为机械自动化控制系统服务。
参 考 文 献
[1]曹来发，朱正堂.中国芯片发展现状[J].内蒙古科技与经济,2003,(6):105-106．
[2]郑文波.网络技术与控制系统的技术创新[J].测控技术,2006.
[3]杨亦荣，朱善安，胡其鹏.基于嵌入式Web的实时以太网分布控制系统[J]．工业控制计算机,2007．
[4]李兴红，谢斌，闫智武.嵌入式芯片在ATP系统中的应用[J].微电机,2010,43(4):80-82.
[5]朱爱基.基于ARM核嵌入式微处理器的以太网应用[J].电子科技,2004,(4):80-82.
[6]王先春.以太网在工业控制系统中的应用研究[J].湖南大学,2005:23-25.■
[关键词] 嵌入式控制芯片 热点 伺服系统
基于嵌入式控制芯片的工业自动化设备随着经济和技术的提高获得了长足的发展，目前已经有大量的8、16、32位嵌入式微控制器在应用中，如工业过程控制、数字机床、电网设备监测等。尤其是新世纪以来，嵌入式芯片技术的发展和普及更加引人注目，已经成为现代工业控制、通信类和消费类产品发展的方向，嵌入式控制芯片技术在ATM、可视电话、汽车的ABS等产品中冶都有大量的应用，此外，军事领域也可以处处看到嵌入式芯片技术的身影，单兵信息终端，便携式保密机等。可以说嵌入式控制芯片在机械自动化系统中的应用得到了重视和应用，同时也渗透到了人们的日常生活中，带来了巨大的变化。
一、中国芯片的发展现状
隨着我国IT产业的迅猛发展，与之相关的各项技术研究及成果开发也不断出现，但CPU芯片的设计开发却一直是计算机产业的一个空白，这也导致中国信息产业的发展受制于人，在现实应用中也受到限制。芯片发展经历了漫长了艰辛的过程。中国的两位曾经在美国硅谷创业的海外留学博士回到中关村，在信息产业部的支持下成立“中星微电子有限公司”，经过努力研发出具有中国自主知识产权的16位嵌入式超大规模数码影像芯片“星光1号”、中国首枚世界领先的音视频同体芯片“星光2号”、全球第一个用手机控制机器人的数字影像处理芯片“星光3号”；“中芯微系统技术有限公司”研究出了国内第一个0.25微米，32位嵌入式CPU的“方舟”芯片系列；尔后出现了“爱国者”芯片系列、“神威”芯片系列和目前比较先进的“龙芯”系列，可用于工业控制、信息家电、通讯、网络设备、存储服务器、安全服务器等产品上。
二、嵌入式控制芯片的特点
进入新世纪以来，嵌入式控制芯片技术得到了全面的发展，目前已经成为通信和消费类产品的共同发展方向。嵌入式控制芯片经历了几十年的发展，特别是近些年在机械控制系统上的应用取得了飞速发展，这得力于其自身所具有的特点。
1）嵌入式控制芯片处理器结构使可扩展的，能迅速地应用于各种设备中。目前其已经广泛应用于汽车导航、流量控制、信息检测等服务方面。由于其芯片具有可扩展的处理器结构，因此在汽车导航中就可以随时随地地找到你的位置，方便迅速，而且准确。
2）嵌入式控制芯片具有很强的专用性。嵌入式控制芯片自身特点明显，其中的软件和硬件系统结合紧密，即使在同一品牌、同一系列的芯片产品中也需要根据系统硬件的变化和增减来不断调整。同时针对不同的作业认为，需要对系统进行较大的调整，以满足不同需求。
3）嵌入式控制芯片具有很强的支持和存储区保护功能。应用嵌入式控制芯片可以支持多样任务，替代传统的人工作业，更准确、安全可靠。同时应用嵌入式控制芯片可以对用户信息进行准确的存储，方便可靠，尤其是各种智能ATM终端全面走入人们的生活，可以一卡走天下。
4）嵌入式控制芯片需要开发工具和环境。芯片本身不具有自主开发能力，当研发成功之后用户通常也不能对其中的程序功能进行随意改变，必须要有一套开发工具和环境进行开发。同时这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。
5）嵌入式控制芯片具有可剪裁性。为了在不提高成本的基础上，满足专业性的需要，同时平和芯片产品的通用和专用的关系，目前，嵌入式系统硬件和操作系统设计具有裁剪性，可以是嵌入式控制芯片具有根据实际应用情况来量体裁衣，满足不同的需求。
三、嵌入式控制芯片技术在中央空调控制系统中的应用
随着嵌入式控制芯片技术的不断发展，使得它在我们日常生活和控制领域中得到了越来越多的应用。嵌入式系统以应用为中心，通过软件、硬件的适当裁剪，可实现对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。本文采用基于ARM9内核的三星S3C2440A作为嵌入式中央空调智能控制器的核心芯片，最终实现中央空调智能控制器，见图1。
传统的基于PLC应用系统作为单片机本地控制已经比较成熟，但是随着客户要求的提高，特别是现在互联网技术的广泛应用，要想把中央空调的监控放在互联网上，实现客户的随时随地监控，目前PLC系统实现起来相当困难，而且监控数据非常有限。但是随着嵌入式控制芯片的引入，不断涌现的高性能的嵌入式CPU及嵌入式操作系统的出现，使得集成A/D、D/A转换、人机界面、以太网等功能的嵌入式监控系统成为可能，可以实现日益提高的监控要求，而且还可以节省硬件成本，优化系统性能，带来良好的经济效益。
分析系统对嵌入式硬件的要求和监控系统的特点，选择一款合适的ARM开发板作为目标板，用于本系统的快速开发和原型实验。同时针对中央空调自动监控系统及目标板得硬件特点，并可以充分利用现有的PLC监控系统的硬件资源（包括传感器、I/O转换板等）设计并实现光电隔离输入接口电路、大功率继电器输出驱动电路、标准电流环传感器输入A/D转换接口电路，以及用PWM模拟D/A转换的DAC接口转换电路。
四、嵌入式控制芯片技术在机械自动化的前景展望
1）嵌入式控制芯片技术要不断实现网络化合信息话。随着互联网技术的不断成熟、宽带技术的日益提高，使得以前那种只具有单一功能的机械设备功能不再单一，结构更加复杂多样。这就要求芯片制造厂商在芯片上集成更多的功能，软件方面采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂，简单应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。
2）网络互联是当今嵌入式控制芯片技术发展的必然趋势。一般意义上的单片机无法支持网络，但是为了适应互联网发展的需要，就需要硬件上提供各种网络通信端口。同时也需要提供相应的通信网络协议和物理层驱动软件，软件方面嵌入式控制芯片系统内核支持网络模块，甚至可以在设备上嵌入Web浏览器，真正实现各种设备上网。
3）降低功耗和软硬件成本。未来的嵌入式控制芯片为了降低功耗和成本，需要精简内核，只保留和系统功能紧密相关的软硬件。实现最低的消耗最大的回报。这就需要设计这选择最佳的编程模型和不断改进算法，优化编译器性能。这就对设计者提出更高要求，不仅要有丰富的硬件知识，而且还需要了解先进嵌入式控制芯片技术知识，选用最佳的编程模型和不断改进算法，优化编译性能。
4）嵌入式控制芯片要不断统一化。当前存在各种各样的嵌入式控制芯片，这就导致了在机械化应用过程中的诸多不便。如果在基于OS2的操作系统上开发的应用程序，想在0S3上用，则需要繁杂的移植工作。所以为了更好的服务于机械化生产，嵌入式芯片要不断统一化，即随着嵌入式控制芯片的不断发展，将来必将会出现一个可以支撑几乎所有应用程序的操作系统。
5）嵌入式控制芯片的开发离不开更加强大的开发工具和操作系统的支持。随着互联网技术的不断发展、宽带技术的不断提高、网络通信内容的不断丰富，嵌入式控制芯片的应用项目也将越加多样化，结构也将越来越复杂。这也就要求更为功能强大处理能力的嵌入式处理器，（例如16位、32位RISO芯片或信号处理器DSM等）。同时还要求采用实时多任务编程技术和交叉开发技术来控制系统。
四、总结
随着网络技术的不断发展，嵌入式控制芯片技术在机械自动化系统中的应用也得到了加强和延伸，使得机械的伺服控制更加灵活、开放、精准。具备网络自动化控制系统特点，将是技术发展的必然趋势。近年来嵌入式控制芯片虽然在机械控制系统中得到了广泛的应用，发挥了不可替代的作用，但是我们也看到了其在控制系统中存在的一些问题，我们有必要不断研究和学习国内外最为先进的嵌入式控制芯片技术，提高其在机械控制系统中的应用范围和价值，从而更好的为机械自动化控制系统服务。
参 考 文 献
[1]曹来发，朱正堂.中国芯片发展现状[J].内蒙古科技与经济,2003,(6):105-106．
[2]郑文波.网络技术与控制系统的技术创新[J].测控技术,2006.
[3]杨亦荣，朱善安，胡其鹏.基于嵌入式Web的实时以太网分布控制系统[J]．工业控制计算机,2007．
[4]李兴红，谢斌，闫智武.嵌入式芯片在ATP系统中的应用[J].微电机,2010,43(4):80-82.
[5]朱爱基.基于ARM核嵌入式微处理器的以太网应用[J].电子科技,2004,(4):80-82.
[6]王先春.以太网在工业控制系统中的应用研究[J].湖南大学,2005:23-25.■