隨著技術(shù)的進(jìn)步與人們需求的不斷增加,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,尤其在電子、通信等領(lǐng)域。在這種背景下,本文從嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用與實(shí)踐的角度出發(fā),設(shè)計開發(fā)了一款基于32位ARM微處理器S3C44B0X和μCLinux嵌入式操作系統(tǒng)的異構(gòu)通信網(wǎng)關(guān),除具有數(shù)據(jù)處理與控制功能外,還提供一定的硬件通信接口,從而實(shí)現(xiàn)了串口終端設(shè)備之間以及串口終端設(shè)備與新興通信網(wǎng)絡(luò)(如CAN總線網(wǎng)絡(luò))之間的互聯(lián),并使現(xiàn)有設(shè)備可聯(lián)網(wǎng)使用,解決了各種不同終端在傳輸距離和可靠性方面的局限性。 本文研究了異構(gòu)通信網(wǎng)關(guān)設(shè)計、開發(fā)和應(yīng)用過程中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)并提出了合理的解決方案。論文主要從五個方面展開:首先,介紹了嵌入式系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一般方法,給出了相關(guān)流程圖,并提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案;在分析ARM內(nèi)核特點(diǎn)的基礎(chǔ)上選定S3C44B0X為核心,給出了硬件平臺的設(shè)計方案,在滿足系統(tǒng)參數(shù)需求的條件下選用器件,并對各主要模塊的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了分析,給出了電路設(shè)計;隨后介紹了PCB制版與硬件調(diào)試的過程,并分析了調(diào)試過程中的關(guān)鍵問題;接著實(shí)現(xiàn)了軟件平臺的設(shè)計,闡述了啟動代碼程序的設(shè)計、嵌入式操作系統(tǒng)μCLinux的移植、設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計以及操作系統(tǒng)下多任務(wù)應(yīng)用程序的開發(fā)過程;在完成異構(gòu)通信網(wǎng)關(guān)的軟硬件協(xié)同開發(fā)之后,結(jié)合具體項(xiàng)目——人工影響天氣通信作業(yè)指揮系統(tǒng),介紹了系統(tǒng)的組成、通信協(xié)議以及系統(tǒng)的具體實(shí)施過程,給出了系統(tǒng)軟硬件的具體實(shí)現(xiàn)方法。最后總結(jié)了課題設(shè)計,提出了下一步工作的方向。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TP393.05;TP368.11
【部分圖文】：

和系統(tǒng)的組成，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計一般分為以下幾個階段:需求分析階段、規(guī)格說明階段、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計階段、設(shè)計硬件構(gòu)件和軟件構(gòu)件階段、系統(tǒng)集成和測試階段，如圖2-1所示。各個階段要通過不斷的改進(jìn)，最終達(dá)到設(shè)計目標(biāo)的要求[2，41。鑲鑲公法魏忌公 公 丫丫蟹節(jié)鬢攀尸泉泉 場場場場場 場場妙 -----卜寒烤彝味味熱熱恤棍棍 棍棍棍棍棍棍棍棍棍 棍棍棍棍棍棍棍一一、一川稱一洲洲 彝彝鄰塑燮 ___一一襯一 一 圖2一1嵌入式系統(tǒng)設(shè)計流程1、需求分析:分析客戶(設(shè)計)需求，將需求分類整理，確定設(shè)計任務(wù)和設(shè)計目標(biāo)。系統(tǒng)需求一般分為功能性需求和非功能性需求兩個方面。系統(tǒng)的基本功能，如輸入/輸出、操作方式等屬于功能性需求;非功能性需求包括系統(tǒng)性能、成本、功耗、體積、重量等因素。2、規(guī)格說明階段:

和系統(tǒng)的組成，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計一般分為以下幾個階段:需求分析階段、規(guī)格說明階段、體系結(jié)構(gòu)設(shè)計階段、設(shè)計硬件構(gòu)件和軟件構(gòu)件階段、系統(tǒng)集成和測試階段，如圖2-1所示。各個階段要通過不斷的改進(jìn)，最終達(dá)到設(shè)計目標(biāo)的要求[2，41。鑲鑲公法魏忌公 公 丫丫蟹節(jié)鬢攀尸泉泉 場場場場場 場場妙 -----卜寒烤彝味味熱熱恤棍棍 棍棍棍棍棍棍棍棍棍 棍棍棍棍棍棍棍一一、一川稱一洲洲 彝彝鄰塑燮 ___一一襯一 一 圖2一1嵌入式系統(tǒng)設(shè)計流程1、需求分析:分析客戶(設(shè)計)需求，將需求分類整理，確定設(shè)計任務(wù)和設(shè)計目標(biāo)。系統(tǒng)需求一般分為功能性需求和非功能性需求兩個方面。系統(tǒng)的基本功能，如輸入/輸出、操作方式等屬于功能性需求;非功能性需求包括系統(tǒng)性能、成本、功耗、體積、重量等因素。2、規(guī)格說明階段:

統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵部分。根據(jù)對系統(tǒng)功能需求的分析，以基于s3C44B0x為核心，確定采用的系統(tǒng)總線、所需要的內(nèi)存、需要擴(kuò)展的各種接口、電源等，從而把硬件逐步展開，最終確定總體的硬件架構(gòu)，如圖2一3所示:羹羹{辨蘸 蘸蘸黝蒸膺膺 娜娜娜娜娜娜 娜娜辨 辨 翼翼翼纂薰薰 薰 薰 橇橇翼黯曝曝 曝 曝 曝羹羹肇癱髯爹爹灘灘唾參嘿 嘿 圖2一3系統(tǒng)硬件平臺框圖1、電源轉(zhuǎn)換電路:提供多個規(guī)格電源DC一DC轉(zhuǎn)換，可產(chǎn)生3.3v，2.5v，1.8v直流輸出供系統(tǒng)各模塊使用。2、JTAG調(diào)試接口:對S3C44BOX進(jìn)行仿真在線調(diào)試。3、系統(tǒng)復(fù)位電路:提供系統(tǒng)的上電復(fù)位和手動復(fù)位，使系統(tǒng)初始化并進(jìn)入工作狀態(tài)。4、嵌入式最小系統(tǒng):包括嵌入式微處理器及相關(guān)外圍電路，F(xiàn)LASH存儲器、SDRAM存儲器和晶振。FLASH存儲器用來存儲啟動代碼、內(nèi)核映像等掉電后不允許丟失的文件數(shù)據(jù)。SDRAM用來存儲在系統(tǒng)運(yùn)行時程序中的變量等數(shù)據(jù)。應(yīng)用中，內(nèi)核被加載到SDRAM中運(yùn)行，這樣可以大大提高運(yùn)行速度。5、用戶接口:為用戶提供按鍵、聲音等與網(wǎng)關(guān)交互的媒介通道。
【引證文獻(xiàn)】

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1 孫軼;陳偉青;陳曉建;毛侃倫;;基于ARM和SCC技術(shù)多協(xié)議接口服務(wù)器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J];微型電腦應(yīng)用;2010年12期

本文編號：2867736