嵌入式桥接系统设计

发布时间：2017-03-24 13:06

  本文关键词：嵌入式桥接系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着互联网技术的发展,越来越多的设备需要连接到互联网,使人们可以远程获取信息或者进行设备控制。但是,早期研发的设备有很多并不具有网络连接的能力,而重新设计又会增加很多研发成本。这种情况极大的影响了设备的更新换代和互联网的普及。然而在现阶段接入互联网的桥接设备中多为针对常用的串口和usb口来设计,但在工业控制中用到的SPI和IIC接口却少有接入互联网的设备。在这样的背景下,本文设计了一种使用IIC和SPI外设接口与设备通信,使用以太网端口或串口与pc端进行通信的桥接系统。本文设计桥接系统支持网络配置可自定义ip地址等网络参数方便进行网络连接,同时,为了方便使用者调试开发,本系统增加串口便于在没有网络的环境下进行数据通信和桥接板的调试。本文设计考虑到成本和需求首先采用S3C2440为主控制芯片,同时配置外置sdram和nand flash芯片并设计了相应的外设接口,接下来在硬件设计的基础上详细分析了Uboot和linux源码并进行了向桥接板的移植操作,最后在linux环境下开发了具有桥接功能的系统软件。本文主要在以下几个方面进行研究:针对系统多接口的需求并结合当前流行的嵌入式技术,提出了以S3C2440为处理单元,linux系统作为操作系统的系统架构设计;根据主控芯片特性以及系统需求设计了外围电路,并根据硬件特性详细说明了系统启动程序和linux系统的移植方法;在linux环境下开发实现了桥接系统的软件部分,完成了数据完整、双向的通信需求。在实际的运行中,本系统可以将命令顺利的发送到IIC和SPI设备并获取到正确的数据回复,并可以发送相应命令来配置桥接板参数。本系统设计成本低廉,系统运行稳定,能够针对不同环境进行二次开发,具有极大应用前景。
【关键词】：嵌入式系统 软件设计 ARM Linux UNIX
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP368.1;TP334.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 课题背景及意义14-15
• 1.2 相关领域研究现状及进展15-16
• 1.3 本文设计的主要工作16-17
• 1.4 章节目录内容17-18
• 第二章 桥接板硬件设计与开发环境搭建18-36
• 2.1 系统硬件方案设计18-22
• 2.2 硬件模块设计22-32
• 2.2.1 电源与晶振模块22-25
• 2.2.2 SDRAM模块25-26
• 2.2.3 NAND FLASH模块26-27
• 2.2.4 复位模块27-28
• 2.2.5 以太网模块28-29
• 2.2.6 RS232串口电路29
• 2.2.7 Jtag接口29-30
• 2.2.8 SPI和IIC接口30-32
• 2.3 嵌入式主机开发环境搭建32-36
• 2.3.1 安装虚拟机32-33
• 2.3.2 建立虚拟机与主机通信33
• 2.3.3 建立交叉编译环境33-34
• 2.3.4 虚拟机配置以太网34
• 2.3.5 虚拟机配置NFS服务器34-36
• 第三章 桥接板系统固件设计36-54
• 3.1 桥接板系统方案设计36-37
• 3.2 启动程序的移植37-45
• 3.2.1 Boot Loader的概念37-38
• 3.2.2 Uboot程序流程分析38-43
• 3.2.3 Uboot的移植43-45
• 3.3 Linux内核的移植45-49
• 3.3.1 内核简介45-47
• 3.3.2 Linux内核的移植47-48
• 3.3.3 Linux内核的配置和编译48-49
• 3.4 根文件系统的制作49-52
• 3.4.1 根文件系统简介49-50
• 3.4.2 根文件按系统的建立50-52
• 3.5 使用nfs网络文件系统进行应用调试52-54
• 第四章 桥接系统软件设计54-72
• 4.1 软件整体设计54
• 4.2 数据结构及通信协议54-57
• 4.3 软件具体实现57-64
• 4.3.1 输入输出设计58-59
• 4.3.2 设备操作设计59-60
• 4.3.3 服务进程设计60-64
• 4.4 系统测试64-72
• 4.4.1 系统运行测试64-67
• 4.4.2 数据传输测试67-72
• 第五章 总结与展望72-74
• 参考文献74-76
• 致谢76-78
• 作者简介78-79

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