膜片鉗技術(shù)是一種先進(jìn)的電生理研究手段,在生物物理研究領(lǐng)域扮演著重要角色。作為整套膜片鉗系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,高性能,可靠的應(yīng)用軟件和處理器不可或缺。嵌入式處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)的快速發(fā)展,為擺脫傳統(tǒng)個(gè)人電腦和Windows操作系統(tǒng)的束縛,設(shè)計(jì)出集成度高,專用性強(qiáng),功耗低,可靠性高,成本低的膜片鉗實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供了可能。 本文設(shè)計(jì)了一種基于嵌入式軟硬件技術(shù)的膜片鉗系統(tǒng)。系統(tǒng)采用ARM9芯片開發(fā)出高性能的嵌入式中央處理器,并配置編譯出配套的Linux操作系統(tǒng),文件系統(tǒng),以取代傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)和Windows操作系統(tǒng)。同時(shí)設(shè)計(jì)出了配套的快速多通道的數(shù)據(jù)采集卡及其Linux驅(qū)動(dòng)程序。 本文介紹了該系統(tǒng)嵌入式處理器硬件電路,Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核,文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。詳細(xì)討論了基于FPGA技術(shù)的快速多通道數(shù)據(jù)采集卡及配套的Linux驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)。然后介紹了利用QT和C++語言編寫的應(yīng)用軟件。整篇文章深入討論了系統(tǒng)各部分的軟硬件優(yōu)化設(shè)計(jì),使得僅利用嵌入式處理器有限的資源設(shè)計(jì)出了穩(wěn)定,可靠,快速的一整套系統(tǒng)。這套系統(tǒng)在細(xì)胞模型上得以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：Q6-3;TP368.12
【部分圖文】：

絡(luò)和模擬開關(guān)以調(diào)整其電路[15-16]。為了給實(shí)驗(yàn)人員更好的用戶體驗(yàn)，我們提供了友好的人機(jī)交互手段。實(shí)驗(yàn)不但可以通過顯示器上的軟件界面進(jìn)行觀察，通過鼠標(biāo)和鍵盤控制系統(tǒng)。他們以通過一個(gè)手控面板方便快速的調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，使操作大大簡(jiǎn)化而變得更有效另外手控面板上還特意設(shè)計(jì)了聲音提示功能[17]。2.2 嵌入式系統(tǒng)軟件構(gòu)成嵌入式處理器上軟件構(gòu)成如圖 2.2 所示。它總共分為四部分，包括：Boot部分，Linux 內(nèi)核，Linux 文件系統(tǒng)，應(yīng)用程序部分。這四部分分別存儲(chǔ)在嵌入理器 Flash 芯片中的四個(gè)分區(qū)中。

S3C2440 同樣也是三星公司基于 ARM920T 內(nèi)核的嵌入式微處理器。它的內(nèi) S3C2410 內(nèi)部基本完全相同。所不同是 S3C2440 采用的是 0.13um 的 CMO藝，其內(nèi)核推薦的時(shí)鐘速度為 400MHz，經(jīng)超頻最大可提升到 560MHz。另了一個(gè)攝像頭接口和一個(gè) AC97 音頻接口[20]。因這兩款芯片極為相似，所件及驅(qū)動(dòng)都不需要做修改調(diào)整。兩款芯片結(jié)構(gòu)對(duì)比請(qǐng)參考圖 3.1 和圖 3.2。

10圖 3.2 S3C2440 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 款 處 理 器 都 采 用 AMBA （ AMBA2.0, Advanced Microcontrolltecture，先進(jìn)微控制器總線結(jié)構(gòu)）總線實(shí)現(xiàn)處理器與外設(shè)的集成。AMB外部總線：AHB 和 APB 外部總線。整個(gè)處理器總共有三個(gè)時(shí)鐘，CP 時(shí)鐘，AHB 總線的 HCLK 時(shí)鐘，APB 總線的 PCLK 時(shí)鐘[19-20]。如在 SCLK 時(shí)鐘是外部 32.768kHz 的晶振倍頻產(chǎn)生的 200MHz 時(shí)鐘，HCLK 和由 FCLK 分別分頻生成 100MHz 和 50MHz 時(shí)鐘。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 朱博;基于嵌入式技術(shù)的膜片鉗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2011年

2 齊穎;基于Qt/E的嵌入式膜片鉗系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];華中科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2829976