基于SOPC的嵌入式平台研究
本文选题:可编程片上系统 + 现场可编程门阵列 ; 参考:《华中科技大学》2012年硕士论文
【摘要】:从消费类的电子产品到各种工业设备,,嵌入式系统已渗透到了我们日常生活的各个角落。大多数嵌入式设备的应用软件和操作系统都是紧密结合的,正是由于嵌入式操作系统的强大功能,才使得嵌入式系统能够发挥如此巨大的作用,所以在嵌入式系统上面搭建嵌入式操作系统是十分必要的。FPGA和ARM是嵌入式方面的两个不同的领域,虽然许多通用处理使用ARM处理器,而且在嵌入式操作系统的支持上,ARM也非常成熟。但是FPGA能够应用的领域更加的广泛,并且灵活性更高,如此则在FPGA上面搭建嵌入式操作系统就有很大的现实意义。由于开源、稳定、高性能、支持广泛等各方面的原因,Linux系统在服务器端和PC端正越来越流行,所以将Linux系统作为嵌入式操作系统的首选就是理所当然的事情。 介绍了可编程片上系统(SystemOnaProgrammableChip,SOPC)及其开发流程,通过SOPC技术可在FPGA上搭建硬件可配置的嵌入式系统,具有常规嵌入系统所不具有的优势。深入研究了基于SOPC的嵌入式系统操作系统的移植方法,配置相关环境,同时对相应的软件包进行修改,编译得到了嵌入式Linux操作系统镜像,可以在FPGA开发板上实现的SOPC嵌入式系统上正常运行。 在上述工作的基础上,将该SOPC系统应用于智能公交系统中的公交车站信息终端,搭建了原型系统。给出了一个系统的总体设计,该系统主要包括多路连接、认证、数据接收、外设显示和报警等功能模块;深入论述了系统各个组成模块的功能及其详细设计;重点研究了访问的多路连接和连接认证等算法;给出了系统的具体实现。搭建了模拟测试环境,模拟测试环境主要由基于SOPC的公交车站信息终端、 车载终端和公交线路中心服务器等构成。编制了相应的测试程序对公交车站信息终端系统进行了功能测试。测试结果表明,基于SOPC实现的公交车站信息终端系统能够满足智能公交系统的需求。
[Abstract]:From consumer electronics to industrial equipment, embedded systems have penetrated into every corner of our daily life. The application software and the operating system of most embedded devices are closely combined. It is precisely because of the powerful function of the embedded operating system that the embedded system can play such a great role. So it is very necessary to build embedded operating system on embedded system. FPGA and arm are two different fields of embedded system, although many general processing uses arm processor, Moreover, arm is also very mature in the support of embedded operating system. But FPGA can be applied more widely and more flexible, so it has great practical significance to build embedded operating system on FPGA. Due to the reasons of open source, stability, high performance, wide support and so on, Linux system is becoming more and more popular in server and PC, so it is natural to take Linux system as the first choice of embedded operating system. This paper introduces the system on a Programmable Chip SOPC (SOPC) and its development process. Through SOPC technology, the hardware configurable embedded system can be built on FPGA, which has the advantage that the conventional embedded system does not. The porting method of embedded system operating system based on SOPC is deeply studied, and the related environment is configured. At the same time, the corresponding software package is modified, and the embedded Linux operating system image is compiled. Can be implemented on the FPGA development board SOPC embedded system normal operation. On the basis of the above work, the SOPC system is applied to the information terminal of the bus station in the intelligent bus system, and a prototype system is built. In this paper, the overall design of a system is presented, which mainly includes the function modules of multi-channel connection, authentication, data receiving, peripheral display and alarm, and the function and detailed design of each component module of the system. The algorithms of accessing multiple connections and connection authentication are studied, and the implementation of the system is given. The simulation test environment is mainly composed of bus station information terminal, vehicle terminal and bus line central server based on SOPC. A corresponding test program is developed to test the function of the bus station information terminal system. The test results show that the information terminal system based on SOPC can meet the demand of intelligent bus system.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP368.1;TN47
【参考文献】
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本文编号:2080571
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