摘要 噴碼機是介于工業(yè)印刷行業(yè)和工業(yè)包裝行業(yè)之間的一種標識設備，正在逐步取代傳統(tǒng)的打碼，貼標。本文介紹基于32位微控制器硬件平臺設計的uclinux嵌入式操作系統(tǒng)在噴碼機行業(yè)的技術特點，并分析比較目前市場上噴碼機軟硬件實現(xiàn)的應用現(xiàn)狀。同時，對基于32位微控制器硬件平臺設計的uclinux嵌入式操作系統(tǒng)在噴碼機領域的應用進行了總結和預測。
關鍵詞：32位微控制器S3C2410 嵌入式操作系統(tǒng)(uclinux) 噴碼機
引 言
隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，包裝設備自動化程度的提高，產(chǎn)品對其的包裝與標識要求越來越復雜。尤其是食品、飲料、煙酒、藥品及化妝品等包裝印刷企業(yè)需要頻繁或高速地將數(shù)字、條形碼、圖案或文字噴印于外包裝或其他物品上，用戶需要根據(jù)自己的要求隨時隨地編輯、設置以及改變噴印的內容，這使得具有人機界面的高性能噴碼設備得到越來越廣泛的應用，而基于S3C2410 32位微控制器硬件平臺和uclinux嵌入式操作系統(tǒng)是滿足需求的最佳方案。
此方案的性能特點：
目前市場上的噴碼機絕大部分都是采用單片機做為整個噴碼機的控制中心，隨著包裝流水線速度的不斷提高，噴印內容的不斷增多，速度低，資源少的單片機不可能勝任包裝流水線的要求，而其另一致命的缺陷是，客戶需要的多任務，多進程操作單片機幾乎是不可能實現(xiàn)（借助PC機的話就不可能實時操作了），這也是目前噴碼機行業(yè)里很多廠家換湯不換藥的根源所在－另外一種技術的跳躍。
采用基于S3C2410 32位微控制器硬件平臺和uclinux嵌入式操作系統(tǒng)的設計方案，實現(xiàn)多任務、多線程處理，外圍擴展接口相當豐富，而且硬件成本與單片機相差不多，以后的升級相當方便快捷，完全脫離PC機，總體成本成倍的降低。
硬件設計：
S3C2410是samsung公司的一款32位ARM處理器，S3C2410內嵌 ARM920T 核，帶有全性能的MMU，具有高性能、低功耗、低成本，小體積等優(yōu)點，可以帶有大容量的SDRAM和Flash，擴展100Mbps以太網(wǎng)接口、音頻輸入/輸出接口、USB Host 、USB Slave 、UART接口、SMC接口、SD接口 、鍵盤 、LCD顯示器 、EIDE接口 、PCMCIA接口等大量的資源。
Uclinux，即：Micro-Control-Linux，字面上的理解就是"針對微控制領域而設計的Linux系統(tǒng)"，其完全開放源碼，而且Uclinux支持多種文件系統(tǒng)，采用模塊化設計，在開發(fā)上只要將需要的模塊直接加載，而將不需要的模塊卸載即可，根據(jù)自己的系統(tǒng)資源對內核的重新配置，就可以相當?shù)姆奖闵蓪儆谧约旱牟僮飨到y(tǒng)了。
為了具有良好的人機交互界面，本方案采用帶觸摸屏的3.2″TFT LCD 液晶顯示屏，同時預留8×8 ＝64個按鍵擴展接口，帶有一個USB Host接口直接讀取U盤設備數(shù)據(jù)圖片信息，一個USB Slave接口可以直接作為標準打印機設備使用，UART接口和RS485接口方便掛接在整個流水線的其他總線上，帶2×64M的flash芯片，可以完全滿足客戶的信息保存要求，2*16M的SDRAM實現(xiàn)顯示與噴印的數(shù)據(jù)緩沖，DS1302實時時鐘芯片，多組噴頭的驅動可以實現(xiàn)多組噴頭同時工作，條件可能的話，甚至可以實現(xiàn)彩色噴繪寫真。
底層軟件設計：
LCD顯示采用飛漫公司提供的MiniGUI，實現(xiàn)實時界面顯示，操作方便簡潔。
Uclinux嵌入式操作系統(tǒng)需要一臺linux服務器，或者安裝了linux虛擬服務器的windows平臺的服務器（如：Vware虛擬服務器軟件），每個開發(fā)人員的PC直接通過SSH登錄到服務器上進行驅動程序及應用層程序的編寫及調試。
底層驅動模塊正如硬件結構所示，分為10個模塊：
1、 LCD驅動模塊；
2、 觸摸屏驅動模塊；
3、 TCP/IP 模塊；
4、 USB驅動模塊；
5、 按鍵驅動模塊；
6、 實時時鐘模塊；
7、 噴頭驅動模塊；
8、 電眼、編碼器傳感器輸入驅動模塊；
9、 RS232/RS485 通訊模塊；
10、 用戶文件管理模塊；
當驅動程序完成之后，進行封裝，加入到uclinux的文件系統(tǒng)里面，本方案使用EXT2文件系統(tǒng)，則可以進行應用層程序的編寫。
軟件調試步驟：
● 通過JTAG下載ARMboot.bin boot啟動程序；
● 通過tftp 下載config 配置文件；
● 通過tftp 下載uclinux.bin uclinux內核程序；
● 通過tftp 下載fs.img文件系統(tǒng)，每次更新程序只需要更新文件系統(tǒng)fs.img文件即可；
小結：
本方案采用了高集成度的32位ARM芯片作為主控制器，其外圍器件極少，同時適合目前噴碼機市場2款噴碼機－手持式噴碼機與連線式噴碼機的實現(xiàn)，甚至可是應用于彩色寫真機與小型噴繪機的實現(xiàn)，我公司開發(fā)出來的Emark系列噴碼機中，高清解像手持式噴碼機只有手掌大小，而連線噴碼機也只有A4紙張大小，適合任何使用場所與環(huán)境。
參考文獻
1 http://www.uclinux.org/
2 samsung s3c2410數(shù)據(jù)手冊
3 www.minigui.com
