| 【中文题名】 | 基于ARM920T嵌入式控制系统设计与实现 |
| 【英文题名】 | Design and Realization for Embedded Control System Based on ARM920T |
| 【学科专业】 | 机械电子工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-10-9 |
| 【中关键词】 | 嵌入式系统,ARM920T,Linux,驱动程序,CAN总线, |
| 【英关键词】 | embedded system,ARM920T,Linux,device driver,CAN bus, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>自动控制、自动控制系统>计算机控制、计算机控制系统 |
| 【论文摘要】 |
传统的8位／16位微控制器由于速度慢、功耗大并且实现Internet协议十分困难，已经越来越不能满足高速发展的工业系统对大量信息管理的需要。而工业PC机同样存在体积庞大，环境适应能力差，系统可靠性低等缺点。随着ARM(Advanced RISC Machine)工业级芯片的不断成熟和嵌入式Linux系统的不断完善，本文提出开发一种新的基于ARM和Linux的嵌入式系统取代单片机和工控机用于工业控制系统通信管理，将基于TCP／IP的工业以太网和现场总线技术有效的结合起来，体现了网络化和开放性这一当前工业控制领域的发展方向。
采用具有灵活硬件可重构性的核心板-底版设计方案，完成了核心板和底板主要功能模块的硬件电路设计，解决了印刷电路板制作的抗干扰和布局布线问题，完成了系统硬件的焊接制作，并最终调试通过了电路板。
通过分析嵌入式Linux的系统架构，创新性的提出Ftp—Telenet远程开发模式，提高了软件开发效率。分析了系统Bootloader和内核功能模的代码，并解决了移植过程中遇到的问题，最终完成了嵌入式Linux系统在开发板上的移植。
创新性地用动态模块加载法和静态编译进内... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-5 |
|
ABSTRACT |
5-8 |
|
第一章 绪论 |
8-14 |
|
1.1 课题背景及研究意义 |
8-9 |
|
1.2 嵌入式系统国内外发展现状 |
9-13 |
|
1.2.1 嵌入式系统发展技术史 |
9-10 |
|
1.2.2 嵌入式Linux应用和特点分析 |
10-11 |
|
1.2.3 嵌入式系统国内外研究现状 |
11-13 |
|
1.3 课题来源及本文组织结构 |
13-14 |
|
第二章 嵌入式通信控制系统体系架构 |
14-21 |
|
2.1 系统核心处理器ARM概述 |
14-17 |
|
2.1.1 RISC架构微处理器的特点 |
14-15 |
|
2.1.2 ARM微处理器的应用 |
15 |
|
2.1.3 ARM徽处理器的结构 |
15-17 |
|
2.2 ARM微处理器的应用选型 |
17-19 |
|
2.2.1 ARM微处理器的选型分析 |
17-18 |
|
2.2.2 EP9315芯片特点及体系架构 |
18-19 |
|
2.3 通信控制系统功能分析 |
19-20 |
|
2.4 本章小节 |
20-21 |
|
第三章 系统硬件平台设计与调试 |
21-45 |
|
3.1 系统硬件设计分析 |
21-22 |
|
3.2 核心板电路设计 |
22-32 |
|
3.2.1 EP9315芯片引脚分析 |
22-24 |
|
3.2.2 电源电路设计 |
24-25 |
|
3.2.3 晶振电路与复位电路 |
25-26 |
|
3.2.4 Flash存储器接口电路 |
26-29 |
|
3.2.5 SDRAM接口电路 |
29-30 |
|
3.2.6 JTAG接口电路 |
30-32 |
|
3.3 底板主要电路设计 |
32-39 |
|
3.3.1 CAN总线模块接口电路 |
33-35 |
|
3.3.2 串行接口电路 |
35-37 |
|
3.3.3 以太网接口电路 |
37-39 |
|
3.4 印刷电路板的抗干扰设计和制作 |
39-43 |
|
3.4.1 印刷电路板的抗干扰设计 |
39-41 |
|
3.4.2 电源质量和分配 |
41-42 |
|
3.4.3 布局和布线 |
42-43 |
|
3.5 系统硬件的调试 |
43-44 |
|
3.5.1 硬件整体的检查 |
43 |
|
3.5.2 电源、晶振及复位电路的调试 |
43 |
|
3.5.3 系统其他部件的调试 |
43-44 |
|
3.6 本章小节 |
44-45 |
|
第四章 嵌入式Linux系统的移植 |
45-60 |
|
4.1 嵌入式Linux系统的架构 |
45-46 |
|
4.2 嵌入式Linux系统移植研究的关键技术 |
46-49 |
|
4.3 软件开发平台的建立 |
49-51 |
|
4.3.1 开发环境的构建 |
49-50 |
|
4.3.2 建立交叉编译环境 |
50-51 |
|
4.3.3 建立NFS共享文件系统 |
51 |
|
4.4 Linux内核的移植过程与分析 |
51-59 |
|
4.4.1 Bootloader代码分析和移植实现 |
52-54 |
|
4.4.2 基本内核功能模块的代码分析和移植实现 |
54-58 |
|
4.4.3 内核移植过程中遇到的问题总结 |
58-59 |
|
4.5 本章小节 |
59-60 |
|
第五章 系统外扩设备驱动程序开发 |
60-74 |
|
5.1 Linux设备驱动管理概述 |
60-62 |
|
5.2 用动态模块加载法开发CAN总线驱动程序 |
62-68 |
|
5.2.1 CAN总线的主要技术特性 |
62-63 |
|
5.2.2 字符设备的注册 |
63-64 |
|
5.2.3 物理地址到虚拟地址的映射 |
64-65 |
|
5.2.4 CAN总线驱动程序的三个主要组成部分 |
65-67 |
|
5.2.5 CAN总线驱动程序的加载 |
67-68 |
|
5.3 用静态模编译进内核方法开发RS422/RS485驱动程序 |
68-70 |
|
5.3.1 串口协议简介 |
68-69 |
|
5.3.2 静态编译串口驱动程序进内核的步骤 |
69 |
|
5.3.3 使用两种方法开发字符设备驱动程序的特点比较 |
69-70 |
|
5.4 外扩网络设备驱动程序开发 |
70-73 |
|
5.4.1 工业以太网通信模型 |
70-71 |
|
5.4.2 工业级的特殊性对网络接口软件的要求 |
71 |
|
5.4.3 网络驱动程序的结构 |
71-73 |
|
5.5 本章小节 |
73-74 |
|
第六章 产品应用及系统测试 |
74-84 |
|
6.1 硬件电路设计防串扰仿真实验 |
74-77 |
|
6.2 系统通信模块功能测试 |
77-83 |
|
6.2.1 CAN总线通信模块测试 |
79-80 |
|
6.2.2 串口通信模块测试 |
80-81 |
|
6.2.3 以太网通信模块测试 |
81-83 |
|
6.3 本章小节 |
83-84 |
|
第七章 结论与展望 |
84-85 |
|
参考文献 |
85-87 |
|
致谢 |
87-88 |
|
攻读硕士学位期间发表的论文 |
88 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385773 |
