基于Cortex-A8架构嵌入式开发板的设计与实现

发布时间：2017-05-13 17:21

  本文关键词：基于Cortex-A8架构嵌入式开发板的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着信息化、网络化、智能化的发展，嵌入式技术获得了广阔的发展空间，其技术广泛应用于航天、医疗、通讯、工控、消费类电子等领域。经过对各行业嵌入式产品认真分析后发现其核心技术均掌握在国外厂商手中，主流芯片技术基本被国外厂商所垄断。究其原因有以下几点：技术研究较晚、教育体系不完善、人才匮乏、研究成本高。 本论文主要研究对象为嵌入式开发板，我们试图设计出一款适合我国国情并且软硬件开源的开发板，用以满足我国嵌入式学习者及中小企业的需求。在开发板整体设计伊始，对比了几款本时期世界主流ARM嵌入式处理器，并列举其优缺点。通过对比，最终选择了三星公司基于Cortex-A8架构的S5PV210处理器作为主控芯片；采用了核心板+底板的硬件设计结构；同时对比了几种常用的核心板与底板连接方式，并最终选用邮票孔作为连接方式进行设计。 硬件设计分为核心板、底板、扩展模块三部分来进行独立设计。其中核心板主要集成了CPU、内存、NandFlash等核心器件；底板主要集成了网络、USB、音频、串口、SD卡等常用功能；扩展模块主要实现液晶触摸屏、SDIO WIFI等。为了获得更好的电气特性，核心板电路选用8层高密度PCB进行设计，接口部分采用沉金工艺预防氧化，并着重研究了DDR内存布线时线宽线距的计算方法。底板设计主要为了展示CPU功能，采用双层普通工艺PCB进行设计，并尽量多的实现板载功能。 软件设计分成Linux操作系统移植跟WinCE操作系统移植两部分。其中Linux操作系统移植部分研究的更加深入细致，从bootloader的移植到内核的移植最终到文件系统的制作分别进行描述。在bootloader移植过程中，还着重分析了CPU的启动过程以及NandFlash存储结构。WinCE操作系统移植仅仅概述了整个流程，着重研究并优化了触摸屏驱动程序。 通过本次对开发板的研究，让我更加深入的了解了这个行业，也从中发现了国内外开发板的不足。经过本次研究，也基本整体实现了开发板的功能，但仍然存在不足之处，比如缺乏Android操作系统的支持。希望在以后的工作中，能够继续完善，真正为中国嵌入式技术的发展贡献一份力量。
【关键词】：嵌入式开发板 嵌入式产品研发过程 嵌入式系统移植
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP368.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 应用价值与研究现状12-13
• 1.2.1 应用价值12
• 1.2.2 国外研究现状12
• 1.2.3 国内研究现状12-13
• 1.3 论文研究内容和组织结构13-15
• 1.3.1 论文研究内容13
• 1.3.2 论文组织结构13-15
• 第2章 基于 CORTEX-A8 嵌入式开发板的整体设计15-23
• 2.1 CPU 选型15-18
• 2.1.1 基于 Cortex-A8 的 ARM 处理器介绍15
• 2.1.2 多款处理器对比15-18
• 2.2 开发板功能与结构18-21
• 2.2.1 S5PV210 芯片功能简介18-19
• 2.2.2 开发板功能选择19-20
• 2.2.3 开发板结构20
• 2.2.4 核心板接口选择20-21
• 2.3 本章小结21-23
• 第3章 硬件设计23-44
• 3.1 核心板设计23-31
• 3.1.1 电源部分23-24
• 3.1.2 晶振部分24-25
• 3.1.3 DDR2 内存部分25-26
• 3.1.4 NandFlash 部分26-27
• 3.1.5 复位芯片27-28
• 3.1.6 核心板外扩接口28-31
• 3.2 底板设计31-41
• 3.2.1 电源部分31
• 3.2.2 拨码开关31
• 3.2.3 RTC 实时时钟31-32
• 3.2.4 SD 卡32
• 3.2.5 AD 转换32-33
• 3.2.6 蜂鸣器33
• 3.2.7 温度传感器33
• 3.2.8 用户按键33-34
• 3.2.9 调试串口34
• 3.2.10 用户 LED34-35
• 3.2.11 LCD 接口35
• 3.2.12 TV OUT35
• 3.2.13 USB Host35-37
• 3.2.14 USB OTG37
• 3.2.15 网络37-38
• 3.2.16 音频38-39
• 3.2.17 HDMI39-40
• 3.2.18 摄像头接口40-41
• 3.2.19 SDIO WIFI 接口41
• 3.2.20 用户 IO41
• 3.3 模块设计41-43
• 3.3.1 4.3 寸 LCD41-42
• 3.3.2 SDIOWIFI42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 软件设计44-62
• 4.1 LINUX 操作系统移植44-54
• 4.1.1 环境搭建44
• 4.1.2 Uboot 移植44-47
• 4.1.3 Kernel 移植47-54
• 4.1.4 文件系统搭建54
• 4.1.5 应用程序编写54
• 4.2 WINCE 操作系统移植54-61
• 4.2.1 WinCE 环境搭建以及系统移植概述54
• 4.2.2 WinCE 系统中触摸屏驱动的改进与优化54-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第5章 结论与展望62-66
• 5.1 本文工作总结62-64
• 5.2 未来工作展望64-66
• 参考文献66-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果67-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 丁红;王怀德;;基于ARM7内核的开发板的设计[J];福建电脑;2012年04期

2 熊积健;王琪;;基于S5PV210平板电脑的设计[J];计算机与现代化;2012年05期

3 周丽荣;;基于AT89S52的单片机开发板设计[J];科学之友;2011年22期

4 孙培岩;张艳海;;基于MB86R01的ARM嵌入式开发平台[J];电子元器件应用;2011年08期

  本文关键词：基于Cortex-A8架构嵌入式开发板的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：363171