基于Windows CE的ARM9嵌入式系统优化设计

发布时间：2022-12-06 18:35

　　随着计算技术和集成电路的发展,嵌入式系统在工业控制、仪器仪表、医疗和消费电子等领域发挥着越来越重要的作用。经过十余年的不断发展和升级改进,微软公司的32位嵌入式操作系统Windows CE以其强大的功能、广泛的兼容性、灵活的适用性和完善的开发工具支持,成为设计具有人机接口的嵌入式系统平台的理想选择。随着各应用领域对嵌入式系统设备的图形化、实时性、可靠性等要求的不断增长,基于Windows CE的嵌入式系统平台设计要求也越来越高。 本课题在具有ARM9核心的AT91RM9200处理器最小系统平台的基础上,通过分析当前测控仪器和工业控制领域对嵌入式系统平台的要求,合理设计平台功能模块,开发操作系统及其板级支持包（BSP）,优化设计驱动程序,并研究了提高系统实时响应能力的可行方法,实现了一个优化的适应市场需求的嵌入式系统平台。 本文首先简要介绍和分析了嵌入式系统平台和Windows CE的发展与研究现状,在此基础上提出了系统平台的总体设计和优化方案。随后本文介绍了Windows Embedded CE 6.0的体系结构及其板级支持包的开发与移植过程。在驱动程序的设计中,本... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景和意义
    1.2 嵌入式系统简介
        1.2.1 嵌入式系统的定义与发展
        1.2.2 ARM 微处理器简介
        1.2.3 嵌入式操作系统综述
        1.2.4 Windows CE 简介
    1.3 国内外研究现状分析
        1.3.1 嵌入式系统平台的研究现状
        1.3.2 Windows Embedded CE 6.0 的发展现状
        1.3.3 Windows CE 驱动程序的研究现状
        1.3.4 Windows CE 的实时性研究现状
    1.4 课题主要研究内容与论文结构
第2章 系统平台分析与设计
    2.1 AT91RM9200 最小系统结构分析
        2.1.1 AT91RM9200 处理器及最小系统简介
        2.1.2 CPU 外围配置
        2.1.3 存储模块
        2.1.4 网络接口
    2.2 系统平台的外围硬件扩展
        2.2.1 基于EPSON S1D13506 的显示控制模块设计
        2.2.2 RS232 串口通讯接口模块设计
        2.2.3 USB 接口设计
        2.2.4 基于FPGA 的AD7864 数据采集模块设计
    2.3 Windows Embedded CE 6.0 体系结构分析
    2.4 Windows CE 操作系统的实时性分析
        2.4.1 影响Windows CE 实时性的因素
        2.4.2 系统实时性优化改造方案
    2.5 本章小结
第3章 Windows Embedded CE 6.0 BSP 移植
    3.1 交叉开发环境的建立
    3.2 Boot Loader 开发
        3.2.1 Windows Embedded CE 6.0 中的Eboot 分析
        3.2.2 Eboot 的设计实现
        3.2.3 地址重映射模块的优化设计
        3.2.4 Eboot 的编译链接与生成
    3.3 OAL 开发
        3.3.1 Windows Embedded CE 6.0 中的OAL 分析
        3.3.2 OAL 的设计实现
        3.3.3 OAL 的编译链接与生成
    3.4 BSP 的功能测试
        3.4.1 Boot Loader 功能测试
        3.4.2 OAL 功能测试与内核裁剪验证
    3.5 本章小结
第4章 系统外设的驱动程序设计
    4.1 Windows Embedded CE 6.0 的内存管理
        4.1.1 线性虚拟地址的实现
        4.1.2 地址映射和内存模式的划分
    4.2 Windows CE 的中断体系
    4.3 驱动程序模型分析
        4.3.1 内核模式驱动和用户模式驱动
        4.3.2 本机驱动程序和流式驱动程序
        4.3.3 单层驱动与分层驱动
    4.4 显示控制模块驱动程序设计
        4.4.1 Windows CE 显示驱动的模型
        4.4.2 显示驱动的分层结构实现
        4.4.3 显示驱动的编译加载与运行测试
    4.5 串口驱动程序
        4.5.1 利用串口PDD 通用函数实现串口驱动优化
        4.5.2 串口驱动的PDD 层实现
        4.5.3 串口驱动的编译加载与运行测试
    4.6 USB 驱动程序
        4.6.1 USB 功能函数层实现
        4.6.2 USB 驱动的编译链接
        4.6.3 USB 驱动程序的实现与测试
    4.7 AD 数据采集驱动程序
        4.7.1 基于FPGA 的数据采集模块总线译码设计
        4.7.2 数据采集模块的流驱动设计
        4.7.3 中断服务例程（ISR）设计
        4.7.4 中断服务线程（IST）设计
        4.7.5 数据采集模块驱动程序的测试
    4.8 本章小结
第5章 Windows Embedded CE 6.0 的实时性优化
    5.1 Windows Embedded CE 6.0 实时性相关模块分析
        5.1.1 中断机制的实时性分析
        5.1.2 调度机制的实时性分析
        5.1.3 内存管理模块的实时性分析
    5.2 中断机制的核心源代码分析
    5.3 优化中断现场保护
        5.3.1 AT91RM9200 中的寄存器结构分析
        5.3.2 中断现场的寄存器保护优化设计
    5.4 提高系统计时分辨率
    5.5 实时性优化结果的测试
        5.5.1 实时性测试设计和工具选择
        5.5.2 实时性测试驱动程序设计
        5.5.3 实时性测试结果及分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3711425