LED打印机GPMC接口的设计与实现
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【摘要】:LED(Light Emitting Diode,发光二极管)打印机以LED作为发光源,通过LED发射出光束的移动在成像鼓上形成潜像,然后进行打印。随着数字时代的到来,打印机在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色,人们对打印机的性能以及工作效率的要求也越来越高,所以设计更加高性能的LED打印机十分必要。首先,本文对LED打印机的概念、发展情况及其特点进行了简要的介绍,并对LED打印机系统中使用到的两个核心部件(ARM处理器及FPGA控制板)的相关技术进行了概述,在此基础上给出了LED打印系统的整体设计方案,并对方案中主要的硬件电路模块进行了介绍。其次,由于方案中使用了ARM处理器与FPGA控制板,为了使这两个核心部件能够进行数据交换,需要使用ARM处理器上的GPMC(The general-purpose memory controller,通用存储控制器)总线接口模块,所以需要对Linux系统以及必要的文件系统进行交叉移植,使Linux系统可以在方案中选用的ARM处理器上运行。在完成了Linux系统的移植以后,就可以在移植的系统上进行驱动的开发,为了使ARM处理器能够通过GPMC总线接口与FPGA控制板进行通信,就要在移植后的Linux系统上,根据GPMC的工作特性以及方案中的需求对GPMC驱动进行具体的设计开发。再次,当ARM处理器上的GPMC驱动程序开发完成后,为了使其与FPGA控制板能够进行通信,本文在对FPGA控制板上的各主要模块进行了介绍后,还要将FPGA上的模块进行集成。首先要修改FPGA控制板上部分模块的接口使其能够与ARM处理器的GPMC接口通信。另外,由于ARM处理器可通过不同的外设接口接收不同类型的打印数据,不同类型的打印数据在FPGA控制板上要进行不同的处理,所以还要在FPGA控制板上加入一些对各个模块进行控制的控制模块,使得上位机能够通过控制命令来控制整个打印流程。完成上述工作后ARM处理器与FPGA控制板就构成了一个完整的LED打印系统。最后,在ARM处理器上编写测试文件对打印数据的传输进行测试。最后的测试结果表明,不同类型的打印数据在经过不同的处理路径后都可以进行正确的处理和传输,保证了数据打印的正确性。
【关键词】:LED打印机 ARM FPGA Linux系统
【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】:2014
【分类号】:TP334.8
【目录】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-12
- 第一章 绪论12-16
- 1.1 LED打印机简介12
- 1.2 LED打印机发展情况及其优势12-14
- 1.3 论文的主要工作机章节安排14-16
- 第二章 LED打印机核心组成部分16-26
- 2.1 嵌入式处理器16-21
- 2.1.1 嵌入式处理器的介绍17-18
- 2.1.2 ARM处理器的体系结构18-19
- 2.1.3 AM3359处理器19-21
- 2.2 嵌入式FPGA21-26
- 2.2.1 FPGA概述介绍21-22
- 2.2.2 FPGA基本结构22-23
- 2.2.3 FPGA设计流程23-26
- 第三章 LED打印机系统方案设计26-34
- 3.1 LED打印机总体方案26-29
- 3.1.1 核心处理单元功能26-27
- 3.1.2 LED打印机数据处理流程27-29
- 3.2 LED打印机系统硬件系统电路构成29-34
- 3.2.1 USB模块电路30-31
- 3.2.2 以太网口模块31-32
- 3.2.3 GPMC接口模块32
- 3.2.4 其他关键电路模块32-34
- 第四章 LED打印机GPMC接设计34-44
- 4.1 嵌入式Linux操作系统移植34-36
- 4.1.1 嵌入式操作系统34
- 4.1.2 Boot Loader移植34-35
- 4.1.3 Linux内核移植35
- 4.1.4 根文件系统构建35-36
- 4.2 GPMC驱动设计36-44
- 4.2.1 Linux设备驱动的设计流程36-37
- 4.2.2 GPMC模块工作模式37-40
- 4.2.3 GPMC驱动开发40-44
- 第五章 FPGA模块集成与调试44-60
- 5.1 半色调模块集成45-49
- 5.1.1 半色调模块功能介绍45-47
- 5.1.2 半色调模块加入GPMC接47-48
- 5.1.3 半色调模块加入直通功能48-49
- 5.2 压缩解压缩模块集成49-52
- 5.2.1 压缩解压缩模块功能介绍49-51
- 5.2.2 压缩解压缩模块的修改51-52
- 5.3 其他模块集成52-54
- 5.3.1 地址译码模块52-53
- 5.3.2 DDR2控制模块53-54
- 5.3.3 参数设置状态输入模块54
- 5.4 FPGA整体模块的调试54-60
- 5.4.1 对数据通路一的测试56-57
- 5.4.2 对数据通路二的测试57-60
- 第六章 结束语60-62
- 6.1 总结60
- 6.2 展望60-62
- 参考文献62-64
- 致谢64-66
- 作者简介66-67
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