基于68K处理器的嵌入式系统设计与应用

基于68K处理器的嵌入式系统设计与应用

李垣陵[1]2002年在《基于68K处理器的嵌入式系统设计与应用》文中提出嵌入式系统作为实现设备小型化、智能化和自主知识创新的一个重要元素,目前已广泛应用于国防、工业、交通、能源、信息以及日常生活等各个领域,发挥着极其重要的作用。 本文首先应用Motorola公司的龙珠处理器建立了自己的硬件平台,第二章对硬件平台建立过程中的关键技术进行了探讨。第叁章深入分析了具体硬件平台的启动流程,对具体嵌入式系统软件开发平台的实现技术进行了探讨并具体实现了该平台。 第四章分析了嵌入式操作系统的一般问题,并针对本硬件平台,对一种得到广泛应用的Linux嵌入式系统版本——uClinux进行深入的分析和移植。

顾人奎[2]2006年在《基于Linux系统的网络实时流媒体嵌入式终端的构建》文中研究说明随着计算机、网络、通信以及多媒体技术的迅速发展,嵌入式系统继计算机网络技术之后成为IT领域又一个新的技术热点和发展方向。源码开放的Linux操作系统以其价格低廉、功能强大、系统小巧而又易于移植等优点获得嵌入式开发者的亲睐。研究嵌入式Linux软硬件系统的构建与开发具有广泛意义。鉴于嵌入式系统开发面向应用的特性以及嵌入式网络实时流媒体终端在监控、视频会议、远程教学等媒体通讯领域的广泛应用,课题研究嵌入式系统构建方法的同时立足于流媒体终端设备的研发。通过流媒体终端设备设计与实现的全过程研究嵌入式Linux系统构建的理论和方法,并实现嵌入式软硬件平台及开发环境。嵌入式硬件是系统的基础,流媒体终端硬件采用多子板设计(以MCF5249处理器为基本架构的核心板、MPEG4(Moving Picture Experts Group)专用压缩芯片为核心的流媒体底板以及外围接口板),系统具有较高的灵活性和复用性。嵌入式系统开发具有特殊性,齐全的跨平台开发工具,串行接口、以太网和背景调试模式(Background Debug Module, BDM)接口相结合的方式,为嵌入式系统开发提供了良好的开发环境。嵌入式软件系统主要包括:BootLoader、操作系统内核、根文件系统和用户程序。流媒体终端嵌入式系统移植了灵活的BootLoader和高效的uCLinux内核流媒体终端嵌入式文件系统设计将多样化的文件系统与闪存设备驱动相结合,以存储技术设备(Memory Technology Device, MTD)和Blkmem驱动为基础综合使用RomFS、RamFS、JFFS2(Journal Flash File System Version2)和NFS(Network File System),使文件系统具有节省存储空间、运行速度快、调试方便、闪存可动态擦写等优点。经实践证明所构建的嵌入式Linux系统环境有利于系统开发,基于已构建的嵌入式系统平台的网络实时流媒体终端具有较好的性能。

刘源[3]2007年在《基于嵌入式Linux的GPS车载定位导航系统设计》文中研究指明随着汽车产业的迅速发展,GPS车载导航系统得到了越来越广泛的应用,已成为汽车上的重要配置,为用户提供便利。另一方面随着计算机技术、通信技术的迅猛发展,微型化和专业化成为发展的新趋势,嵌入式系统已经成为信息产业的热点。而Linux操作系统以其性能稳定可靠、源码公开免费、可裁剪、易移植等优点成为嵌入式系统的首选操作系统,具有巨大的市场价值和潜力。在此基础上,本文提出了将GPS导航定位技术和嵌入式Linux系统相结合,设计基于嵌入式Linux的GPS车载定位导航定位系统的设想。在ARM9和DSP双核平台上移植嵌入式Linux操作系统,然后基于此平台实现GPS车载定位导航系统。与此同时,要求系统平台具备能设计一个完整的车载多媒体终端的潜力,包括GPS导航定位以及MP3/MP4播放、语音识别、短距无线对讲和VoIP等潜在功能。在整个系统中,硬件系统是基础,嵌入式Linux操作系统是软件的运行平台,它们在GPS车载导航系统中占有重要的地位。因此本文对导航系统的硬件平台及嵌入式Linux操作系统进行了重点研究。论文首先简要介绍了GPS车载导航系统的基本原理及其在国内外的现状与发展前景,并描述了课题的研究目的和作者的主要工作。然后根据GPS车载定位导航系统的要求设计系统方案,并按照该方案设计了ARM9(S3C2410A)-DSP(TMS320C6713)双核的系统硬件平台,重点分析了电源和时钟、外部存储器、以太网、串口、音频和HPI等接口电路设计及其原理。在对嵌入式Linux操作系统深入理解的基础上,设计了软件系统框架及应用程序,并为各设备模块编写了设备驱动程序。最后对论文的工作进行了总结,指出不足之处,提出了改进方法,并展望了今后的发展方向。

宓城[4]2006年在《基于B/S网络结构的嵌入式web服务器》文中提出嵌入式系统从产生到现在已有叁十多年的历史,近年来随着半导体技术的飞速发展,嵌入式处理器的性能也越来越强大,嵌入式处理器在应用数量上远远超过了各种通用计算机处理器。从1985年第一个ARM原型在英国剑桥诞生以来,ARM32位嵌入式RISC处理器的应用已经扩展到各个领域,占据了32位应用的大部分市场。同时由于工业自动化系统的逐渐普及,伴随着计算机网络技术的发展和应用,网络的应用必然将渗透到工业应用领域,通过计算机网络进行工业设备的远程监控成为一种迫切的需求。 嵌入式linux因为其的多个特点:开放源代码;可裁减内核,内置各种网络支持而获得了大量应用。uClinux作为嵌入式linux的一个分支,主要应用于无MMU(内存管理单元)的微处理器领域。 远程监控技术是将计算机网络技术应用到设备监控中,通过Internet或者Intranet实时地监控工业设备,获取各种数据,同时为设备的维护和升级提供依据。而现有工业现场CAN等并不能与Internet直接连接。因此有必要实现一个进行网络之间的互联系统。 本论文研究了基于ARM7TDMI核的ARM芯片S3C44B0X的应用,实现了一个嵌入式web服务器,该系统以B/S网络模式构建,其核心为S3C44B0X,并完成uClinux的移植,由该操作系统负责任务的调度和建立boa网络服务器。本系统可以完成CAN与Ethernet的互联,并具有一些基本的接口,能对工业设备进行一些监控活动。本文同时论述了在ARM系统设计过程和uClinux移植过程中所遇到的一些问题以及其解决方法,具有较高的实践和研究价值。我们所实现的这个系统具有低成本,高性能的特点,有广阔的应用前景。在本文的最后对设计工作进行了总结并对嵌入式系统的应用进行了展望。

陈兵[5]2005年在《基于嵌入式的多媒体移动终端平台的设计和实现》文中认为伴随着科技的不断推陈出新,信息家电、手持设备、无线设备等个性化设备的出现,相应的硬件和软件得到了迅速发展。许多设备都配有Intel、MIPS和摩托罗拉等公司生产的32位嵌入式微处理器。微处理器产生后,价格低廉,结构小巧的CPU和外设连接提供了稳定可靠的硬件架构。20世纪90年代,ColdFire 32位嵌入式RISC处理器扩展到世界范围,占据了低功耗,低成本和高性能的嵌入式系统应用领域的领先地位。 嵌入式Linux是面向高端应用的嵌入式操作系统,因其可应用于多种硬件平台,软件完全免费,可以得到源代码,微内核,本身内置网络支持和高度模块化等优点,非常适合作嵌入式开发的操作系统。uClinux是Linux的一个分支,是专为没有MMU(内存管理单元)的CPU而设计的。 本论文主要研究了基于ColdFire的嵌入式Linux开发。这个研究开发是在实践的基础上完成的,设计了以摩托罗拉ColdFire系列的MCF5249 CPU为核心,uClinux为操作系统的嵌入式系统,并在此平台上进行了应用程序的开发。本文研究的目的是设计一种适合中/低端应用的多媒体移动终端平台,达到集移动、语音、图像等各种功能于一身的效果。目前阶段基于此平台上实现了MP3的播放,并且采用了微硬盘技术,与目前采用的存储媒体闪存和硬盘相比,具有体积小、容量大、功耗低等特点。实践证明该平台完全达到了设计要求,具有成本低、效率高的特点,具有很好的市场前景,值得推广。 最后,本论文基于此嵌入式平台提出了一个视频播放解决方案。其目的是使此平台能够真正成为便携式多媒体平台。

张闻捷[6]2007年在《支持银税类控制设备智能化升级的硬件设计》文中认为目前国内银税类嵌入式设备主要是围绕ARM7开发的,在处理速度及功能上已不能适应日益增长的需求。本文完成了一个基于ARM9的银税类嵌入式系统硬件设计,为银税类控制设备的智能化升级提供了支持。所采用的微处理器是ARM9系列的EP9312,设计了一款集成度高,主板面积小,外围接口多,成本低,运行速度快的嵌入式系统平台。本文的主要工作内容有:介绍了嵌入式产品的开发及生命周期,详细地描述了本研究的调研过程和结果,综合了相关的要求。描述了ARM系列嵌入式处理器的概况并介绍了几种常用的嵌入式操作系统。对EP9312的结构作了详细的介绍,提出了系统的设计原则。把EP9312与其它嵌入式处理器进行了比较,论述了采用EP9312来构造银行税务类嵌入式系统的理由。根据EP9312的特点和系统需求,提出了一种基于EP9312处理器的嵌入式系统的硬件设计方案。介绍了系统的技术指标及其所使用的Super I/O、PHY,接口电平转换芯片、FLASH、SDRAM、bootloader等各组成部分,在显示模块和串口模块上提出了独创设计。论述了提高系统稳定性的一些原则。完成了整个系统的硬件设计。介绍了高速PCB设计原理,以及在PCB设计中的布局及布线原则,论述了布线过程中应当注意的传输线效应以及避免传输线效应的方法。最后给出了本文最终形成的产品,以及在设计过程中所取得的一些成果。并对嵌入式系统的产品作出了展望。目前,基于本硬件系统的银行终端已成功定型。

吕绍娟[7]2009年在《基于FPGA的嵌入式系统设计》文中指出随着电子技术的不断发展和进步,嵌入式系统也越来越广泛的渗入到人类生活的方方面面。我们生活中常用的手机、数码相机、掌上电脑、便携式扫描仪等等都应用到了嵌入式系统。论文首先介绍了嵌入式系统,包括嵌入式系统的构成、特点、发展趋势以及FPGA在嵌入式中的应用等,指明嵌入式系统设计一般可分为硬件设计和软件设计两部分。硬件设计部分,首先介绍了FPGA的相关知识,包括FPGA构成、特性、开发工具、开发流程等,并对论文中选用的Altera公司的CyclonⅡ器件做了详细的介绍。利用SOPC Builder、NiosⅡ等工具设计创建了NiosⅡCPU内核,添加以太网、Flash、PIO以及VGA接口等模块,生成了一个Nios CPU内核,完成硬件设计。软件设计部分,研究了嵌入式操作系统的发展、种类、特点等,简单介绍了几种代表性的嵌入式操作系统。选择嵌入式操作系统时,综合考虑了内核、可移植性、可裁剪性、外挂模块、成本、服务等各种因素,最终选用μCLinux操作系统。详细介绍了μCLinux的特点、基本架构、代码结构等。利用NiosⅡIDE为宿主机建立Linux开发环境。在IDE里配置Linux内核和文件系统,编译后上载到做好的硬件平台上。启动μCLinux后将一个C语言编写的九宫格求解程序下载到开发板中运行,检验运行结果,验证嵌入式系统的正确性。论文所做的只是嵌入式系统的一个应用实例。实际应用过程中,用户可以根据自己的实际需要对软硬件进行修改,以实现不同的功能。

陈予吒[8]2004年在《基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统设计与实现》文中进行了进一步梳理本文的主要内容包括: 1.介绍了论文研究的背景,然后根据研究需要,提出研究的重点和方向。 2.介绍嵌入式系统。先从总体上阐述嵌入式系统的发展和特点,然后介绍如何设计嵌入式系统,并对硬件平台做了较为详细的阐述。 3.介绍实时操作系统和μC/OS-Ⅱ实时内核。首先概述了实时操作系统,然后通过对μC/OS-Ⅱ内核源代码的分析和研究,并结合ARM7TDMI处理器核提出了具体的移植实现方案。 4.阐述嵌入式构件研究和实现的重要性,然后设计并实现了几种嵌入式构件。 5.介绍文件系统,从理论上阐述文件系统的原理,然后介绍各种文件系统。 6.最后总结了本文的主要研究工作,指出不足以及今后需要进一步研究的问题和方向,指明用户图形界面的研究和文件系统将是今后工作的重点所在。

杜志[9]2004年在《基于ARM和μClinux的嵌入式系统研究与应用》文中认为随着计算机、网络及通信技术的迅速发展,嵌入式系统成为继计算机网络技术之后,IT 领域又一个新的技术热点和发展方向。 本文的研究重点是基于 ARM 处理器和 μClinux 的嵌入式系统研究和应用。 首先,本文概括性地论述了嵌入式系统的硬件核心——嵌入式微处理器及其软件核心——嵌入式操作系统,接着详细分析了本研究项目所选硬件核心——ARM 处理器的架构、指令集、程序模型以及 ARM 体系结构的扩充,给出了 ARM 处理器选型的一般原则,同时也详细论述了本研究项目所选的软件核心——μClinux 在 ARM 处理器上进行移植的关键技术问题以及 μClinux 内核的源文件结构、功能、内存管理、进程分析、实时性解决方案及小型化方法等。 其次,在详细论述了 ARM 处理器以及 μClinux 的基础上,独立完成了基于ARM 和 μClinux 的嵌入式系统开发平台的软硬件设计:从硬件角度详细阐述了该设计所采用的各硬件模块的组成和功能,从软件角度详细阐述了 μClinux 标准内核的剪裁过程以及配置和编译;最终完成了基于 ARM 处理器和 μClinux 的嵌入式系统的软硬件设计。 最后,论文给出了基于上述开发平台的应用实例——GPS 通信端机,成功地在上述嵌入式开发平台的基础上集成了 GPS 模块和 GSM Modem 模块,并独立完成了相关应用软件的设计。 总之,本文从嵌入式系统的软、硬件设计以及应用,较全面地论述了嵌入式系统,使我们掌握了嵌入式系统开发的核心技术,并为更复杂的嵌入式应用开发奠定了坚实的基础。

唐葛亮[10]2008年在《基于ARM Linux的嵌入式多媒体系统设计与开发》文中提出多媒体正在使我们的生活变得越来越丰富多彩。报纸,相片,CD机,电视,电影已经被PC机很好地整合到了一起,而互联网又使得多媒体资源的交流成为可能。跨越网络时代、信息时代、多媒体时代,后PC时代的到来,呼唤新一代的多媒体系统,它体积更小,功能更全,界面更友好。本系统就是面向这一需求而设计的。嵌入式多媒体系统除了具有播放音乐,视频,浏览图片,电子书的基本功能外,一些方案还集成了视频录制、数码相机、数码摄像机、FM收音机、卫星定位导航系统、掌上游戏机和移动电视等等各种附加功能以满足不同的市场需求。本课题开发一套具有音频、视频、图片和电子书等功能的嵌入式多媒体系统解决方案,硬件部分以ARM处理器S3C2410为核心,软件部分以Linux操作系统为核心进行开发,系统具有体积小,成本低等特点。本论文按照硬件、固件、软件叁个层面分析了基于ARM Linux的嵌入式多媒体系统的设计和实现。硬件部分分处理器和外围电路两部分进行介绍。固件部分包括引导加载程序vivi的移植,Linux 2.6内核的移植,配置Cramfs根文件系统,Linux设备驱动程序开发。软件部分对Linux应用开发作出了讨论,包括系统的功能模块和软件构架,重点是基于MiniGUI的图形界面设计。在论文的最后,分析了系统的优缺点,以及单片解决方案和多处理器方案的比较,并展望了嵌入式多媒体系统的发展方向。

参考文献:

[1]. 基于68K处理器的嵌入式系统设计与应用[D]. 李垣陵. 中国人民解放军国防科学技术大学. 2002

[2]. 基于Linux系统的网络实时流媒体嵌入式终端的构建[D]. 顾人奎. 华中科技大学. 2006

[3]. 基于嵌入式Linux的GPS车载定位导航系统设计[D]. 刘源. 浙江大学. 2007

[4]. 基于B/S网络结构的嵌入式web服务器[D]. 宓城. 浙江大学. 2006

[5]. 基于嵌入式的多媒体移动终端平台的设计和实现[D]. 陈兵. 大连理工大学. 2005

[6]. 支持银税类控制设备智能化升级的硬件设计[D]. 张闻捷. 中南大学. 2007

[7]. 基于FPGA的嵌入式系统设计[D]. 吕绍娟. 江苏大学. 2009

[8]. 基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统设计与实现[D]. 陈予吒. 浙江大学. 2004

[9]. 基于ARM和μClinux的嵌入式系统研究与应用[D]. 杜志. 天津大学. 2004

[10]. 基于ARM Linux的嵌入式多媒体系统设计与开发[D]. 唐葛亮. 成都理工大学. 2008

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