【摘要】：打印機作為計算機外設(shè)的重要組成部分,在各種辦公場合應(yīng)用非常廣泛。隨著打印機技術(shù)的不斷發(fā)展,打印機功能更加強大、更加智能化,與此同時打印機的安全漏洞也不斷增加,由打印機導(dǎo)致的數(shù)據(jù)泄露問題屢見不鮮。打印機控制器作為打印機核心部件,其安全性對于打印及系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要,而如今市面上的打印機控制器普遍采用SoC技術(shù),被日本和美國各大公司壟斷,對我國的信息安全構(gòu)成威脅。為確保我國在未來國際局勢下不受制于人,打印機控制器實現(xiàn)自主可控勢在必行。本文以C9000國產(chǎn)處理器為核心,構(gòu)建打印控制SoC,設(shè)計并實現(xiàn)了打印SoC處理器的驗證系統(tǒng)。本文以國產(chǎn)C9000處理器為核心,構(gòu)建打印控制SoC,并設(shè)計硬件驗證平臺,在硬件平臺上完成操作系統(tǒng)移植、打印相關(guān)IP核的互聯(lián)和功能驗證等相關(guān)工作,主要的研究工作如下:(1)本文基于打印機的原理,分析了打印控制SoC的功能和需求,據(jù)此設(shè)計了國產(chǎn)處理器C9000+FPGA的SoC架構(gòu)。C9000處理器端運行定制的嵌入式Linux系統(tǒng),提供網(wǎng)絡(luò)接口和USB從口供主機連接,接受并處理主機發(fā)來的打印數(shù)據(jù);同時提供USB主口接入U盤。FPGA端負責(zé)數(shù)據(jù)、圖像處理、運動控制、定影溫度控制、轉(zhuǎn)印高壓控制和打印頭引擎控制。C9000處理器與FPGA之間通過EBC總線實現(xiàn)互聯(lián)。(2)本文設(shè)計并實現(xiàn)了打印控制SoC的硬件驗證平臺。主要工作包括總體硬件架構(gòu)設(shè)計,USB接口、網(wǎng)絡(luò)接口、串口、DDR3 RAM、Norflash、系統(tǒng)供電等模塊的電路設(shè)計,打印控制SoC核心板的制板、焊接和調(diào)試。(3)本文針對打印機系統(tǒng)作業(yè)特點,對Linux操作系統(tǒng)進行裁剪,實現(xiàn)了針對C9000構(gòu)建的打印控制SOC的系統(tǒng)定制。主要工作內(nèi)容包括Linux BootLoader的設(shè)計與實現(xiàn),設(shè)備樹的編寫,內(nèi)核的修改,Flash驅(qū)動程序的實現(xiàn)。通過這些工作,實現(xiàn)了穩(wěn)定的Linux環(huán)境,配置了處理器端的網(wǎng)絡(luò)接口,USB主口,USB從口,Norflash存儲器,創(chuàng)建了處理器端的程序運行環(huán)境。(4)本文基于Linux驅(qū)動技術(shù)和FPGA邏輯設(shè)計技術(shù),設(shè)計并實現(xiàn)了處理器與FPGA的互聯(lián)方案,該互聯(lián)方案分為三部分:Linux底層設(shè)置、EBC總線驅(qū)動設(shè)計與實現(xiàn)、FPGA端EBC譯碼模塊的實現(xiàn)。通過這些工作,實現(xiàn)了嵌入式Linux系統(tǒng)在用戶層應(yīng)用上對FPGA模塊的數(shù)據(jù)操作,將處理器和FPGA兩個部分相連。最后,在設(shè)計的硬件驗證平臺上,對以C9000和FPGA構(gòu)建的打印控制SoC進行系統(tǒng)測試和驗證。包括處理器端的網(wǎng)絡(luò)接口、USB接口、UART接口等功能和性能的測試,EBC總線驅(qū)動和邏輯測試,打印圖像處理算法模塊測試以及數(shù)據(jù)壓縮解壓縮測試等,通過上述各個功能模塊的測試驗證了該打印控制SoC設(shè)計的正確性本文通過國產(chǎn)C9000與FPGA構(gòu)建自主可控的打印控制SoC處理器,并設(shè)計和實現(xiàn)了硬件驗證平臺,對打印控制SoC相關(guān)的功能模塊進行了功能和性能的測試,測試結(jié)果表明,本文設(shè)計的打印控制SoC能夠滿足中速打印系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和控制要求。本文工作為實現(xiàn)打印處理器國產(chǎn)化邁出堅實的一步,并對構(gòu)建自主可控安全打印系統(tǒng)具有借鑒作用。
【圖文】：

圖２．１打印工作原理圖逡逑顯影轉(zhuǎn)印過程硒鼓繼續(xù)轉(zhuǎn)動會遇到顯影器的墨粉涂層棍，，墨粉涂層棍與感光鼓接觸時，碳粉就會被吸附到感光鼓的“叫顯影；顯影完成后，走紙機控制紙張進入轉(zhuǎn)印裝置中，轉(zhuǎn)印通過高壓產(chǎn)生強大的正電，吸引力大于感光鼓，當(dāng)紙張通過感又會被吸附到紙張上，這個過程叫做轉(zhuǎn)印。通過顯影和轉(zhuǎn)印過移到了紙張上。逡逑熱定影過程％此時的碳粉是被電荷吸附到紙張上的，并不牢加熱紙張，是碳粉融化，滲入紙張中，最終形成穩(wěn)定的打印圖制ＳｏＣ功能分析逡逑的打印工作原理可以看出，整個打印得到過程相當(dāng)復(fù)雜，且需精密的配合，想要完成打印工作，只依靠機械結(jié)構(gòu)和簡單的電子

—參逡逑圖２．１打印工作原理圖逡逑然后是顯影轉(zhuǎn)印過程硒鼓繼續(xù)轉(zhuǎn)動會遇到顯影器的墨粉涂層棍，，顯影器中的逡逑碳粉帶負電，墨粉涂層棍與感光鼓接觸時，碳粉就會被吸附到感光鼓的“靜電潛像”逡逑上，這個過程叫顯影；顯影完成后，走紙機控制紙張進入轉(zhuǎn)印裝置中，轉(zhuǎn)印裝置位于逡逑紙張的背面，通過高壓產(chǎn)生強大的正電，吸引力大于感光鼓，當(dāng)紙張通過感光鼓時感逡逑光鼓上的碳粉又會被吸附到紙張上，這個過程叫做轉(zhuǎn)印。通過顯影和轉(zhuǎn)印過程，打印逡逑機就將圖像轉(zhuǎn)移到了紙張上。逡逑最后是加熱定影過程％此時的碳粉是被電荷吸附到紙張上的，并不牢固，要通逡逑過加熱模塊加熱紙張，是碳粉融化，滲入紙張中，最終形成穩(wěn)定的打印圖案。逡逑２．２打印控制ＳｏＣ功能分析逡逑從上一節(jié)的打印工作原理可以看出
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP332;TN47

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本文編號：2641376