基于MPC8536的COM Express模块研制

发布时间：2017-05-12 03:08

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【摘要】：MPC8536是一款适用于嵌入式计算机开发的高性能、低功耗PowerPC架构处理器。COM Express是一个为模块化计算机而开放的工业标准。COMExpress模块是在规定大小的尺寸内集成了具有主板功能的CPU模块，结合COM Express载板可以快速便捷地构建嵌入式单板计算机系统。根据国际工业电气协会（PICMG）定义的工业标准，开发基于MPC8536的COM Express模块可以简化嵌入式计算机系统的设计，使其向高性能、小型化的方向发展。 本文根据COM Express COM.0Rev.2.0规范进行设计，连接器采用Type2类型，尺寸大小采用紧凑型。硬件方面以MPC8536为核心给出了电源系统、时钟系统、存储系统和计算机通用接口等外围电路的原理设计，预留了IEEE1588同步接口。存储系统包括小型双列直插式DDR3内存条，16M板级NorFlash，4G板级Nand Flash，可外扩两个SATA接口的硬盘。计算机通用接口包括PCI、PCI Express、USB、三速以太网口和串口等。软件方面，本文分析了MPC8536的上电启动，并进入Linux操作系统的完整过程，包括MPC8536对U-Boot的链接分析，，U-Boot的启动分析、U-Boot对Linux内核的引导分析，Linux内核的启动分析。结合COM Express模块的实际硬件设计对U-Boot移植，扁平设备树移植，Linux内核移植和根文件系统移植进行了分析，并给出了U-Boot移植和Linux操作系统移植的通用方法。 最后本文在载板上对COM Express模块进行调试，成功启动了U-Boot和Linux操作系统。在系统软件的平台上给出了COM Express模块的各个功能电路的测试结果，证明了COM Express模块软硬件设计的正确性。
【关键词】：COM Express模块 MPC8536 U-Boot移植 Linux移植
【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】：2014
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 COM Express 模块背景及研究的目的和意义8-10
• 1.1.1 模块化计算机的发展背景8-9
• 1.1.2 研究目的和意义9-10
• 1.2 COM Express 模块国内外发展概况10-11
• 1.3 本文主要研究的内容和本文结构11-12
• 第2章 规范分析及总体设计方案12-22
• 2.1 COM Express 规范分析12-15
• 2.1.1 模块尺寸与散热12-13
• 2.1.2 模块连接器类型13-14
• 2.1.3 模块与载板互连14-15
• 2.2 需求分析15-16
• 2.3 总体方案16-21
• 2.3.1 硬件总体方案16-19
• 2.3.2 软件总体方案19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 硬件电路设计22-36
• 3.1 电源系统设计22-23
• 3.2 时钟系统设计23-25
• 3.3 存储系统设计25-28
• 3.3.1 DDR3 接口电路设计25
• 3.3.2 Flash 接口电路设计25-27
• 3.3.3 SATA 接口电路设计27-28
• 3.4 计算机通用接口设计28-34
• 3.4.1 PCI 接口电路设计28
• 3.4.2 PCI Express 接口电路设计28-30
• 3.4.3 TSEC 接口电路设计30-32
• 3.4.4 USB 接口电路设计32-33
• 3.4.5 RS232 接口电路设计33-34
• 3.4.6 RTC 接口电路设计34
• 3.5 IEEE 1588 接口设计34-35
• 3.6 本章小结35-36
• 第4章 软件设计36-50
• 4.1 模块启动分析36-37
• 4.2 U-Boot 移植37-43
• 4.2.1 U-Boot 链接分析38-39
• 4.2.2 U-Boot 启动分析39-41
• 4.2.3 U-Boot 移植分析41-42
• 4.2.4 U-Boot 移植步骤42-43
• 4.3 U-Boot 对 Linux 内核的引导43-45
• 4.3.1 扁平设备树和环境变量43-44
• 4.3.2 引导 Linux 内核分析44-45
• 4.4 Linux 移植45-49
• 4.4.1 Linux 启动分析45-47
• 4.4.2 Linux 移植分析47-48
• 4.4.3 Linux 移植步骤48-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 模块调试及测试50-60
• 5.1 模块调试50-54
• 5.1.1 调试平台50-51
• 5.1.2 调试过程51-54
• 5.2 模块测试54-59
• 5.2.1 模块各计算机通用接口检测54-58
• 5.2.2 模块 1588 接口测试58-59
• 5.3 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果65-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 Henk van Bremen;ETXexpress——高速传输的嵌入式COM模块[J];通讯世界;2005年07期

2 李骏,许稼,彭应宁,王秀坛;PowerPC处理器优势及其应用研究[J];微计算机信息;2005年19期

3 邱文华;邱珍珍;;基于扁平设备树的Linux内核启动方式[J];现代计算机(专业版);2009年03期

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本文编号：358642