基于EP9312的银税类嵌入式系统硬件设计方案

1 嵌入式系统的概念与特点

嵌入式系统结合微处理器或微控制器的系统电路与其专属软件，达到系统操作效率的最高比，这里把嵌入式系统定义为一个体积较小的计算机系统（与PC机相比），由于其体积较小，因此软硬件结构和应用范围与PC机相比有较大的不同，其特性可归纳为下列四项：

（1）通常执行特定功能；

（2）以微电脑与外围构成核心；

（3）严格的时序与稳定性要求；

（4）全自动操作循环。

嵌入式系统具有目的性或针对性，其开发是围绕着产品和产品的特定功能来进行的。它必须最大限度的在硬件和软件上"量身订作"以提高效率[1]，本文设计的嵌入式系统主要用于金融和税务类产品。

2 总体设计

2.1 CPU的选择

本文采用的是Cirrus Logic公司的嵌入式处理器EP9312[1]。

EP9312是一款ARM9系列的处理器，ARM9系列是高性能和低功耗特性方面最佳的硬宏单元，它具有五级流水线，并提供1.1MI/s/MHz的哈佛结构，而其前代产品ARM7系列处理器则具有嵌入式ICE-RT逻辑，功耗非常低，并提供0.9MI/s/MHz的三级流水线和冯.诺依曼结构。因为本主要用于开发先进的计算机终端，机顶盒、高端打印机等产品，所以需要较快的运算速度，而ARM7主要用于对价位和功耗敏感的消费类产品，并且其运算速度相对较慢，所以本设计系统选择ARM9系列[2]，在ARM9系列CPU中还有EP9307和EP9315。EP9307与EP9312的功能构造基本相同，只少了1个IDE接口，但多了图形加速的功能，由于金融税务类产品大多需要较多的GPIO，而与EP9307相比，EP9312可以很容易地设计出较多的GPIO。EP9315在EP9312拥有的功能上再增加了PCMCIA接口和图形加速功能，但这并不是金融税务类产品所必需的功能，综合考虑之后，本系统选择了EP9312。

2.2 技术指标

经过系统调研并基于产品成本考虑，嵌入式系统的技术指标如下所述：

Cirrus Logic公司的EP9312作为主处理器；

32MB Flash使用NOR Flash；

64MB SDRAM；

显示格式：西文：24×12点阵，中文：24×24点阵，26行，80列，或者西文：16×8点阵，中文：16×16点阵，26行，80列；

800×600×16bpp、1024×768×16bpp多种TFT显示模式，支持单扫描或双扫描；

1个并口；

5个串口；

2个PS/2端口；

1个1/10/100Mb/s为的以太网接口，支持TCP/IP协议；

1个USB Host和1个USB Slave接口。

2.3 系统组成

EP9312已经集成了嵌入式系统所需的许多功能，为了使本设计满足金融税务类产品的要求，还增加了如下硬件：Super I/O器件（包含2个UART、1个并口、2个PS/2产品控制器），网络PHY接口器件、接口电平转换器、Flash、SDRAM等，PCB板采用4层板，表层为信号层，其中的电源线路层和地线层深埋在主板的内层，不易受到电源杂波的干扰，尤其是高频电路，可以获得较好的抗干扰能力，系统的基本结构如图1所示[2]。

3.1 CPU

EP9312的内核是ARM920T，其主频为200MHz，100MHz内部总线，有16KB的指令Cache和16KB的数据Cache，内部集成了很多功能模块，其中主要包括：LCD控制器，3个USB Host控制器，3个串口控制器，Ethernet MAC、EIDE、AC97接口等，EP9312内含MMU，支持TCP/IP协议，也为开发各种字符图形功能提供了快捷的方法[3]。本设计充分利用了这些内部集成功能，减少了外围器件。

3.2 RESET模块

系统的RESET模块为系统提供启动及复位信号，是系统运行的开端。

本系统采用MAX708CSA作为复位器件，设计成用户重启的按钮控制。发出RESET信号送给CPU的RSTOn引脚、Flash模块、JATG模块等。另采用一片MAX708CSA作为系统上电的按钮控制，发出POR信号发给CPU的PRSTn引脚，如图2所示。

与以前的嵌入式系统平台相比，本系统集成度高、主板面积小、外围接口多、成本低、运行速度快、是一款性价比很高的产品，能为嵌入式产品的开发提供一个良好的平台，主要面向计算机终端、存折打印机、补登机、POS机等嵌入式产品。