基于嵌入式平台的异构通信网关的设计
发布时间：2020-11-02 23:24
随着技术的进步与人们需求的不断增加,嵌入式系统的应用范围不断扩大,尤其在电子、通信等领域。在这种背景下,本文从嵌入式系统应用与实践的角度出发,设计开发了一款基于32位ARM微处理器S3C44B0X和μCLinux嵌入式操作系统的异构通信网关,除具有数据处理与控制功能外,还提供一定的硬件通信接口,从而实现了串口终端设备之间以及串口终端设备与新兴通信网络(如CAN总线网络)之间的互联,并使现有设备可联网使用,解决了各种不同终端在传输距离和可靠性方面的局限性。 本文研究了异构通信网关设计、开发和应用过程中所涉及的关键技术并提出了合理的解决方案。论文主要从五个方面展开:首先,介绍了嵌入式系统及嵌入式系统开发的一般方法,给出了相关流程图,并提出了系统的总体设计方案;在分析ARM内核特点的基础上选定S3C44B0X为核心,给出了硬件平台的设计方案,在满足系统参数需求的条件下选用器件,并对各主要模块的功能、结构和工作原理进行了分析,给出了电路设计;随后介绍了PCB制版与硬件调试的过程,并分析了调试过程中的关键问题;接着实现了软件平台的设计,阐述了启动代码程序的设计、嵌入式操作系统μCLinux的移植、设备驱动程序的设计以及操作系统下多任务应用程序的开发过程;在完成异构通信网关的软硬件协同开发之后,结合具体项目——人工影响天气通信作业指挥系统,介绍了系统的组成、通信协议以及系统的具体实施过程,给出了系统软硬件的具体实现方法。最后总结了课题设计,提出了下一步工作的方向。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TP393.05;TP368.11
【部分图文】：
和系统的组成，嵌入式系统设计一般分为以下几个阶段:需求分析阶段、规格说明阶段、体系结构设计阶段、设计硬件构件和软件构件阶段、系统集成和测试阶段，如图2-1所示。各个阶段要通过不断的改进，最终达到设计目标的要求[2，41。镶镶公法魏忌公 公 丫丫蟹节鬓攀尸泉泉 场场场场场 场场妙 -----卜寒烤彝味味热热恤棍棍 棍棍棍棍棍棍棍棍棍 棍棍棍棍棍棍棍一一、一川称一洲洲 彝彝邻塑燮 ___一一衬一 一 图2一1嵌入式系统设计流程1、需求分析:分析客户(设计)需求，将需求分类整理，确定设计任务和设计目标。系统需求一般分为功能性需求和非功能性需求两个方面。系统的基本功能，如输入/输出、操作方式等属于功能性需求;非功能性需求包括系统性能、成本、功耗、体积、重量等因素。2、规格说明阶段:
和系统的组成，嵌入式系统设计一般分为以下几个阶段:需求分析阶段、规格说明阶段、体系结构设计阶段、设计硬件构件和软件构件阶段、系统集成和测试阶段，如图2-1所示。各个阶段要通过不断的改进，最终达到设计目标的要求[2，41。镶镶公法魏忌公 公 丫丫蟹节鬓攀尸泉泉 场场场场场 场场妙 -----卜寒烤彝味味热热恤棍棍 棍棍棍棍棍棍棍棍棍 棍棍棍棍棍棍棍一一、一川称一洲洲 彝彝邻塑燮 ___一一衬一 一 图2一1嵌入式系统设计流程1、需求分析:分析客户(设计)需求，将需求分类整理，确定设计任务和设计目标。系统需求一般分为功能性需求和非功能性需求两个方面。系统的基本功能，如输入/输出、操作方式等属于功能性需求;非功能性需求包括系统性能、成本、功耗、体积、重量等因素。2、规格说明阶段:
统设计的关键部分。根据对系统功能需求的分析，以基于s3C44B0x为核心，确定采用的系统总线、所需要的内存、需要扩展的各种接口、电源等，从而把硬件逐步展开，最终确定总体的硬件架构，如图2一3所示:羹羹{辨蘸 蘸蘸黝蒸膺膺 娜娜娜娜娜娜 娜娜辨 辨 翼翼翼纂薰薰 薰 薰 橇橇翼黯曝曝 曝 曝 曝羹羹肇瘫髯爹爹滩滩唾参嘿 嘿 图2一3系统硬件平台框图1、电源转换电路:提供多个规格电源DC一DC转换，可产生3.3v，2.5v，1.8v直流输出供系统各模块使用。2、JTAG调试接口:对S3C44BOX进行仿真在线调试。3、系统复位电路:提供系统的上电复位和手动复位，使系统初始化并进入工作状态。4、嵌入式最小系统:包括嵌入式微处理器及相关外围电路，FLASH存储器、SDRAM存储器和晶振。FLASH存储器用来存储启动代码、内核映像等掉电后不允许丢失的文件数据。SDRAM用来存储在系统运行时程序中的变量等数据。应用中，内核被加载到SDRAM中运行，这样可以大大提高运行速度。5、用户接口:为用户提供按键、声音等与网关交互的媒介通道。
【引证文献】
本文编号：2867736
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TP393.05;TP368.11
【部分图文】：
和系统的组成，嵌入式系统设计一般分为以下几个阶段:需求分析阶段、规格说明阶段、体系结构设计阶段、设计硬件构件和软件构件阶段、系统集成和测试阶段，如图2-1所示。各个阶段要通过不断的改进，最终达到设计目标的要求[2，41。镶镶公法魏忌公 公 丫丫蟹节鬓攀尸泉泉 场场场场场 场场妙 -----卜寒烤彝味味热热恤棍棍 棍棍棍棍棍棍棍棍棍 棍棍棍棍棍棍棍一一、一川称一洲洲 彝彝邻塑燮 ___一一衬一 一 图2一1嵌入式系统设计流程1、需求分析:分析客户(设计)需求，将需求分类整理，确定设计任务和设计目标。系统需求一般分为功能性需求和非功能性需求两个方面。系统的基本功能，如输入/输出、操作方式等属于功能性需求;非功能性需求包括系统性能、成本、功耗、体积、重量等因素。2、规格说明阶段:
和系统的组成，嵌入式系统设计一般分为以下几个阶段:需求分析阶段、规格说明阶段、体系结构设计阶段、设计硬件构件和软件构件阶段、系统集成和测试阶段，如图2-1所示。各个阶段要通过不断的改进，最终达到设计目标的要求[2，41。镶镶公法魏忌公 公 丫丫蟹节鬓攀尸泉泉 场场场场场 场场妙 -----卜寒烤彝味味热热恤棍棍 棍棍棍棍棍棍棍棍棍 棍棍棍棍棍棍棍一一、一川称一洲洲 彝彝邻塑燮 ___一一衬一 一 图2一1嵌入式系统设计流程1、需求分析:分析客户(设计)需求，将需求分类整理，确定设计任务和设计目标。系统需求一般分为功能性需求和非功能性需求两个方面。系统的基本功能，如输入/输出、操作方式等属于功能性需求;非功能性需求包括系统性能、成本、功耗、体积、重量等因素。2、规格说明阶段:
统设计的关键部分。根据对系统功能需求的分析，以基于s3C44B0x为核心，确定采用的系统总线、所需要的内存、需要扩展的各种接口、电源等，从而把硬件逐步展开，最终确定总体的硬件架构，如图2一3所示:羹羹{辨蘸 蘸蘸黝蒸膺膺 娜娜娜娜娜娜 娜娜辨 辨 翼翼翼纂薰薰 薰 薰 橇橇翼黯曝曝 曝 曝 曝羹羹肇瘫髯爹爹滩滩唾参嘿 嘿 图2一3系统硬件平台框图1、电源转换电路:提供多个规格电源DC一DC转换，可产生3.3v，2.5v，1.8v直流输出供系统各模块使用。2、JTAG调试接口:对S3C44BOX进行仿真在线调试。3、系统复位电路:提供系统的上电复位和手动复位，使系统初始化并进入工作状态。4、嵌入式最小系统:包括嵌入式微处理器及相关外围电路，FLASH存储器、SDRAM存储器和晶振。FLASH存储器用来存储启动代码、内核映像等掉电后不允许丢失的文件数据。SDRAM用来存储在系统运行时程序中的变量等数据。应用中，内核被加载到SDRAM中运行，这样可以大大提高运行速度。5、用户接口:为用户提供按键、声音等与网关交互的媒介通道。
【引证文献】
相关期刊论文 前1条
1 孙轶;陈伟青;陈晓建;毛侃伦;;基于ARM和SCC技术多协议接口服务器的设计与实现[J];微型电脑应用;2010年12期
本文编号：2867736
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