基于MN103E和Linux的嵌入式开发平台设计和实现

发布时间：2020-08-27 16:22

【摘要】：随着嵌入式系统在各领域中的广泛应用,其重要性已日益凸显。在众多领域中,嵌入式系统已经成为技术转化和科技创新的重要基础。MN103E是松下公司研制的32位高性能嵌入式处理器。为进一步验证MN103E作为通用嵌入式处理器的性能,也为了构建一个无线通信和多媒体处理的验证和开发平台,本文围绕MN103E处理器设计了一个嵌入式开发板的硬件和软件系统。本文在对嵌入式系统结构、嵌入式硬件和软件发展趋势、基于MN103E的硬件和软件发展现状介绍之后,结合MN103E处理器的特性制定了开发板的硬件设计和系统资源分配方案。接下来,将开发板分为最小系统、增强功能、扩展和调试三个部分分别阐述设计。在完成硬件设计之后,最重要的就是验证硬件设计的正确性。因此,本文以具有代表性的SDRAM和以太网模块为例,详细阐述了基于JTAG的硬件系统验证设计。在板测试程序也可以用来验证系统,但其功能更为强大,常被用于可靠性检测和故障定位,为此本文又选择以太网系统详细阐述了在板测试的设计。在已完成的开发板硬件基础上,以移植嵌入式Linux系统为中心,首先阐述了开发板软件设计的整体方案和设计步骤。接下来,选择U-Boot作为移植对象,详细说明了Bootloader的具体设计。Bootloader的中最重要的是它的启动加载流程,因此本文详细阐述了启动加载流程两个阶段的设计。同时用以太网驱动设计作为代表阐述了Bootloader的另一个部分——驱动程序部分的设计。最后阐述Linux的移植设计。Linux移植的第一步是进行移植架构和资源分配的设计,在明确架构的基础上又针对数据定义、开发板初始化、串口驱动、以太网驱动、Flash驱动和矩阵按键驱动进行了详细设计。随着本文设计的完成,MN103E处理器也完成了走出松下公司迈向广阔市场的第一步。这个开发板不仅验证了MN103E作为通用嵌入式处理器的性能,还为无线通信和多媒体领域的科研提供了基础平台。同时,U-Boot这个当今世界支持硬件最多的Bootloader也在我们的努力下第一次支持了MN103E处理器和开发板,因此本文的设计具有一定开创性的。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP368.12
【图文】：

MN103E处理器组成框图

开发板,解析图,实物

EEPROM扩展板接口串口控制芯片 16552PSRAM FLASH图 2-17 开发板实物解析图章小结章首先介绍了 MN103E 处理器的一些影响开发板硬件设计的特性；接下这些特性和项目意图拟定了开发板硬件系统设计方案并规划了各种资源；按照整体设计，又分别详细介绍了最小系统部分、增强功能部分、扩试功能部分。

传输性能,测试程序,滤波电阻,终端阻抗

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文开发板 IP，在 IP 端即可看到传输性能相关统计结果。如果测试出丢包现象，应及时调整软硬件设计。导致传输性能下降可能的原因有：1、终端阻抗匹配电阻、共模噪声滤波电阻、发送电流配置偏置电阻阻值不合理；2、处理器总线时序配置过快或过慢，导致发送或接受数据阻塞。3.6 在板测试应用和结果在板测试程序的设计、编码、编译完成后，烧写至 EEPROM 内运行，运行提示和运行结果可以通过七段数码管和串口输出，在板测试程序的串口输出详见图 3-7，图 3-7 是 SDRAM 存储访问测试的运行截图。

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