本文關(guān)鍵詞：基于嵌入式系統(tǒng)的示波器接口軟件設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著電子測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展,人們對(duì)示波器功能的多樣性和豐富的外圍接口等多方面提出了更高的要求。由于基于DSP+FPGA架構(gòu)的數(shù)字存儲(chǔ)示波器外圍接口資源受限,而嵌入式微處理器系統(tǒng)具有強(qiáng)大的系統(tǒng)控制能力和豐富的接口資源,在操作系統(tǒng)的管理下還可方便快捷地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)通信等功能。因此為了擴(kuò)展數(shù)字存儲(chǔ)示波器的外圍接口,在本課題中示波器引入了ARM微處理器,在嵌入式Windows CE系統(tǒng)平臺(tái)下完成示波器USB Host接口和以太網(wǎng)口的擴(kuò)展,以實(shí)現(xiàn)示波器與U盤的通信和通過(guò)以太網(wǎng)口與上位機(jī)的通信。本文的主要內(nèi)容包括設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于Windows CE系統(tǒng)的FPGA流式接口驅(qū)動(dòng)、定制嵌入式Windows CE系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)接口通信應(yīng)用程序三部分。1.在嵌入式Windows CE平臺(tái)下,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)FPGA流式接口驅(qū)動(dòng)程序。FPGA正常工作是實(shí)現(xiàn)接口通信功能的必要前提,需要為應(yīng)用層的功能實(shí)現(xiàn)提供支持。在本課題中,為了提高FPGA的數(shù)據(jù)傳輸速度,FPGA流式接口驅(qū)動(dòng)程序主要采用地址映射的方法,實(shí)現(xiàn)用戶空間申請(qǐng)的虛擬地址與物理地址的映射,從而用戶通過(guò)訪問(wèn)虛擬地址就可實(shí)現(xiàn)對(duì)物理地址的訪問(wèn),即對(duì)FPGA的訪問(wèn)。2.定制嵌入式Windows CE系統(tǒng)。根據(jù)示波器硬件系統(tǒng)和項(xiàng)目實(shí)際需求,需對(duì)嵌入式Windows CE系統(tǒng)進(jìn)行裁剪和定制,以搭建一個(gè)可驅(qū)動(dòng)硬件系統(tǒng)正常工作的嵌入式系統(tǒng)。其中,系統(tǒng)定制所涉及到的主要內(nèi)容包括板級(jí)支持包的修改、設(shè)備驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)內(nèi)核功能組件的裁剪以及系統(tǒng)配置文件的修改。3.在Windows CE系統(tǒng)下,開(kāi)發(fā)接口通信應(yīng)用程序。在接口通信應(yīng)用程序中,需要編寫訪問(wèn)FPGA設(shè)備、檢測(cè)USB存儲(chǔ)設(shè)備插拔狀態(tài)、獲取U盤根目錄文件列表和對(duì)U盤文件進(jìn)行讀寫操作的功能代碼,以實(shí)現(xiàn)數(shù)字存儲(chǔ)示波器與U盤之間的通信;編寫設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息、獲取網(wǎng)絡(luò)信息和SOCKET通信的功能代碼,以實(shí)現(xiàn)數(shù)字存儲(chǔ)示波器設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息、獲取網(wǎng)絡(luò)信息以及通過(guò)以太網(wǎng)口與上位機(jī)通信的功能,從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)數(shù)字存儲(chǔ)示波器遠(yuǎn)程控制。本課題對(duì)數(shù)字存儲(chǔ)示波器接口通信功能進(jìn)行了研究,最終實(shí)現(xiàn)了示波器的接口通信功能,豐富了示波器外圍接口。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字存儲(chǔ)示波器 外圍接口 系統(tǒng)定制 FPGA流式接口驅(qū)動(dòng) 接口通信
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP311.52;TM935.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究目的與意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 數(shù)字存儲(chǔ)示波器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用12-13
• 1.3 論文主要任務(wù)及章節(jié)安排13-16
• 1.3.1 本文主要任務(wù)13-14
• 1.3.2 本文主要章節(jié)安排14-16
• 第二章 數(shù)字存儲(chǔ)示波器接口軟件總體設(shè)計(jì)方案16-24
• 2.1 數(shù)字存儲(chǔ)示波器硬件總體框架介紹16-18
• 2.2 系統(tǒng)軟件總體18-20
• 2.2.1 嵌入式操作系統(tǒng)選擇方案18
• 2.2.2 系統(tǒng)軟件工作任務(wù)總述18-20
• 2.3 接口通信應(yīng)用軟件總體20-21
• 2.3.1 接口通信應(yīng)用軟件需求分析20
• 2.3.2 接口通信應(yīng)用軟件總體設(shè)計(jì)方案20-21
• 2.4 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)24-44
• 3.1 嵌入式Windows CE操作系統(tǒng)24-26
• 3.2 基于Windows CE系統(tǒng)的FPGA驅(qū)動(dòng)26-37
• 3.2.1 Windows CE系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)26-27
• 3.2.2 FPGA驅(qū)動(dòng)框架選擇27-29
• 3.2.3 FPGA驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)29-37
• 3.3 嵌入式Windows CE系統(tǒng)的定制37-43
• 3.3.1 Windows CE操作系統(tǒng)定制流程37-38
• 3.3.2 嵌入式Windows CE系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建38-40
• 3.3.3 嵌入式Windows CE內(nèi)核鏡像的定制40-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 接口通信應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)44-63
• 4.1 Windows CE系統(tǒng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)概述44-45
• 4.2 數(shù)字存儲(chǔ)示波器接口通信應(yīng)用軟件框架介紹45
• 4.3 訪問(wèn)FPGA設(shè)備及其握手機(jī)制程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)45-49
• 4.3.1 訪問(wèn)FPGA設(shè)備程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)45-47
• 4.3.2 FPGA握手機(jī)制及程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)47-49
• 4.4 數(shù)字存儲(chǔ)示波器USB接口通信軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)49-57
• 4.4.1 檢測(cè)U盤插拔及枚舉狀態(tài)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)49-51
• 4.4.2 獲取U盤根目錄文件列表程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)51-54
• 4.4.3 讀寫U盤文件程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)54-57
• 4.5 數(shù)字存儲(chǔ)示波器LAN口通信軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)57-62
• 4.5.1 SOCKET通信原理57-58
• 4.5.2 示波器端SOCKET通信程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)58-60
• 4.5.3 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)60-61
• 4.5.4 獲取網(wǎng)絡(luò)信息程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第五章 功能驗(yàn)證與調(diào)試63-74
• 5.1 定制的嵌入式Windows CE系統(tǒng)驗(yàn)證63-64
• 5.2 FPGA驅(qū)動(dòng)調(diào)試與驗(yàn)證64-66
• 5.3 示波器USB接口通信功能驗(yàn)證66-67
• 5.4 示波器LAN口通信功能驗(yàn)證67-72
• 5.4.1 設(shè)置與獲取網(wǎng)絡(luò)信息功能驗(yàn)證67-70
• 5.4.2 示波器LAN口與上位機(jī)通信功能驗(yàn)證70-72
• 5.5 調(diào)試經(jīng)驗(yàn)總結(jié)72-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-79
• 附錄79-88
• 攻碩期間研究成果88-89

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本文編號(hào)：889640