嵌入式系统发展到今天,应用越来越复杂,功能越来越强大,这就使得我们在嵌入式开发中必须加入对操作系统的支持,由此,产生了Bootloader的应用。作为嵌入式系统中的启动模块,Bootloader的作用就是引导和加载操作系统内核镜像。Bootloader的设计与移植工作已经成为嵌入式系统开发中的重要环节。 在实际的嵌入式系统开发项目中,人们经常选择移植通用Bootloader,例如U-Boot到自己的目标板。U-Boot虽然支持多种嵌入式操作系统和处理器架构,功能设置高度灵活,设备驱动丰富,但U-Boot代码组织结构过于庞大,启动流程机理和文件间的依赖关系复杂,这使得采用U-Boot进行Bootloader的开发往往会不得要领;另一方面,嵌入式系统是资源受限的,为了更好的适应市场,嵌入式产品的开发极其重视成本。以U-Boot-1.1.4来说,其源代码大小就有38.4M,移植后生成的可执行bin文件一般也要500K以上,这对于宝贵的Flash资源来说无疑是种浪费。 论文以ARM内核处理器应用为切入点,设计了一种小型ARMBootloader-MicroBootloader。在理论上,通过对Bootloader的分析,总结了其主要功能、启动过程,提出了Bootloader设计的典型框架,并按照这一典型框架对MicroBootloader进行了总体设计。在实现上,采用模块化设计原则组织源文件,使得整个MicroBootloader组织结构清晰简洁,便于维护与扩展,方便针对不同硬件平台的移植进行修改。 论文的创新点在于做到了代码量大小与功能的平衡。整个文件组织只有37个文件,代码总计为208K,生成的可执行bin文件仅35K。通过实验验证,MicroBootloader完全能够完成Bootloader的基本功能,其扩展功能也能实现下载操作系统镜像,并让其在目标板上成功运行,具有一定的现实意义和后续应用开发价值。
标签: Bootloader ARM 内核
上传时间: 2013-04-24
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在分析了家庭网络的结构后,针对其特点,提出了基于嵌入式Linux 的家庭网络中央控制器的体系结构,将嵌入式Linux 操作系统移植到ARM 微处理器平台上,组建了多文件系统结构,实现了
上传时间: 2013-04-24
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在现代电网中,随着超高压、大容量、远距离输电线路的不断增多,对电力系统的安全稳定运行提出了更高、更严格的要求。距离保护作为线路保护的基本组成部分,其工作特性对电力系统的安全稳定运行有着直接和重要的影响。为了适应现代超高压电网稳定运行的要求,微机保护装置在硬件和软件上都提出了越来越高的要求。 高速数字信号处理芯片(DSP)技术的发展,为开发一种速度快、处理能力强的微机保护系统奠定了基础。在这样的背景下,我们采用DSP芯片和ARM处理器,设计了一个并列式双处理器微机保护系统。该系统采用一个DSP芯片负责控制数据采集、采样数据处理,实现保护功能。ARM微处理器承担人机接口管理,通过串行通信方式实现与DSP端口之间的数据通信,丰富的通讯接口,使得与上位机的通讯、下载程序定值灵活方便。新的微机保护装置不断推出,投入运行的微机保护装置不允许用来进行试验、培训,该装置还可作为试验教学系统,供学生学习认识微机保护装置的内部结构,并可自行设计保护算法、编制程序,通过上位机下载到实验装置,完成相应保护功能的测试。 本文实现了微机保护方案的整体软硬件设计,内容包括DSP2812微处理器芯片,ARM7微处理器LPC2220芯片,开关量输入/输出电路、数据采集电路、通讯和网络接口电路、人机界面的显示板电路,文中对各部分电路的功能、特点以及器件的选择、引脚连接进行了详细介绍。系统采用模块化设计,采用双CPU并行处理模式,针对基于LPC2220微处理器的监控管理系统,完成了最小系统设计,详细完成了启动电路的设计。 本文初步设计了人机操作界面,给出了软件设计的流程图,将实时操作系统μC/OS-Ⅱ与模块化硬件设计相结合,共同构成一个可以重复利用的软硬件数字系统平台,除了可以最大限度地提高开发的效率、减少资源的浪费外,还可以通过长期对于该平台的研究,逐步优化平台软硬件资源,提高其性能,并满足日益复杂的应用需求。
上传时间: 2013-04-24
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随着科技的进步,视频监控系统正在向嵌入式、数字化、网络化方向发展。嵌入式视频监控系统充分利用大规模集成电路和网络的科技成果,实现了体积小巧、性能稳定、通讯便利的监控产品。 本文以S3C2410为核心硬件平台开发了基于嵌入式的远程视频监控系统,并对关键技术进行了论述和研究。首先给出了系统总体软硬件设计方案,针对本系统硬件对vivi进行了修改和移植,对编译和移植Linux内核以及制作YAFFS文件系统也做了深入的研究,重点讨论了在嵌入式Linux操作系统下开发USB接口摄像头驱动程序和利用linux提供的Video4Linux API函数实现视频数据采集,其次采用背景差法实现了对视频图像中运动目标的检测,然后通过MJPEG压缩算法实现了视频数据压缩,接着介绍了在Linux下基于TCP/IP协议的socket编程,实现了视频数据的网络发送。最后着重论述了嵌入式Web服务器的设计,编写了视频监控主界面程序,并实现了基于B/S模式的视频监控系统结构。 本系统采用模块化设计方法,使得设计更加简洁、高效,具有良好的扩展性和易用性,有利于系统升级。另外采用嵌入式的方法,系统成本较低,易于推广使用。
上传时间: 2013-04-24
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文章介绍了一种在现场可编程门阵列(FPGA)上实现UART 的方法。UART 的波特率可设置调整,工作状态可读取。系统结构进行了模块化分解,使之适应自顶向下(Top-Down)的设计方
上传时间: 2013-04-24
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目前在各行各业中应用种类繁多的测量仪器随着仪器性能指标要求的逐渐提升以及功能的不断拓展,对仪器控制系统的实时性和集成化程度等性能的要求也越来越高。目前发展的趋势是开放式、集成度向芯片级靠拢的高实时性仪器。针对目前传统的系统设计存在着功能简单、速度慢、实时性差、对数据的再加工处理能力极为有限等问题,本文根据课题需要提出了一种基于ARM+FPGA架构的高速实时数据采集嵌入式系统方案,应用在小功率半导体测量仪器上。方案采用三星S3C2410的ARM处理器进行管理控制,处理数据,界面显示;Altera公司的Cyclone系列的1C12 FPGA器件用来进行高速数据采集,提高了系统的实时性和集成化程度。 本文首先给出了ARM+FPGA架构的总体设计。硬件方面,简要讨论了ARM处理器的特点和优势,FPGA在高速采集和并行性上的优势,给出了硬件的总体结构和主要部件及相关接口。软件方面,研究了基于嵌入式Linux的嵌入式系统的构建和BootLoader的启动以及内核和根文件系统的结构,构建了嵌入式Linux系统包括建立交叉开发环境,修改移植BootLoader和裁减移植Linux内核,并且根据课题实际需要精简建立了根文件系统。 为了满足测量仪器的实时性,设计了ARM与FPGA的高速数据采集接口。进行了FPGA内部与ARM接口相关部分的硬件电路设计;通过分析ARM与FPGA内部时序的差异,针对ARM与FPGA内部FIFO时序不匹配的问题,解决了测量仪器中高速数据采集与处理速度不匹配的问题。接着,通过研究Linux设备驱动基本原理和驱动程序的开发过程,设计了Linux下的FPGA数据采集接口驱动程序,并且实现了中断传输。使得FPGA芯片通过高效可靠的驱动程序可以很好的与ARM进行通讯。 最后为了方便用户操作,进行了人机交互系统的设计。为了降低成本和提高实用性利用FPGA芯片剩余的资源实现了对PS/2键盘鼠标接口的控制,应用到系统中,大大提高了人机交互能力;通过比较分析目前比较流行的几种嵌入式GUI图形设计工具的优缺点,结合课题的实际情况选择了MiniGUI作为课题图形界面的开发。根据具体要求设计了适合测量仪器方面上使用的人机交互界面,并且移植到了ARM平台上,给测量仪器的使用提供了更好的交互操作。 本课题完成了嵌入式Linux开发环境的建立,针对课题实际硬件电路设计修改移植了bootloader,裁减移植了内核以及根文件系统的建立;设计了FPGA内部硬件电路,解决了接口中ARM与FPGA时序不匹配的问题,实现了ARM与FPGA之间的高速数据采集;设计了高速采集接口在嵌入式Linux下的驱动程序以及中断传输和应用程序;合理设计了适合测量仪器使用的人机交互界面,并巧妙设计了PS/2键盘鼠标接口,进一步提高了交互操作。
上传时间: 2013-06-21
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射频识别技术(RFID,RadioFrequencyIdentification)是目前自动识别技术发展的趋势所在,更被誉为21世纪最重要的十大技术之一。当成本这一始终阻碍RFID得到全面发展的问题在全球各国政府政策的支持下得到解决后,RFID得到了前所未有的广泛发展和应用。在条形码逐步被RFID标签取代的今天,作为RFID系统核心组成部分的RFID阅读器,有着极其广泛的技术开发空间和市场前景。如何根据应用的需要,设计出性能良好、使用方便并且具有相当通用性的RFID阅读器产品,是众多企业和单位在应用中会遇到的课题。 本文首先简单介绍了RFID基本原理和RFID阅读器系统结构,然后结合工程项目的要求,介绍了一个基于ARM嵌入式平台的便携式RFID阅读器的设计实现的实例。在设计和实现过程中,首先进行了系统需求和特点的分析,结合系统便携化和功能复杂性方面的特点以及ARM嵌入式系统的优势制定了系统方案并进行了功能模块划分。然后在此基础上设计了各模块的硬件电路,编写了相应的驱动和测试程序。并且利用这些驱动和测试代码在ADS环境下通过JTAG接口对电路进行了调试和功能验证。接着采用802.11b/g方案对阅读器进行了无线组网的设计。此后在硬件系统的基础上,简述了Linux嵌入式操作系统下阅读器软件的开发。文章最后还介绍了将所设计实现的样机投入实际应用环境下的测试情况,详细描述了测试的内容、方法和结果。 文章试图通过对一个阅读器开发实例的详细介绍,提出一套完整的阅读器设计思路和流程,为学习和开发人员提供帮助。
上传时间: 2013-04-24
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智能控制器是智能断路器的核心,不仅具有普通脱扣器的各种保护功能,而且还具有实时参数显示、故障记忆和查询、自诊断等多项功能。在回顾和总结了智能断路器的发展历程后,讨论了当前智能断路器的发展趋势,提出了基于ARM的断路器智能控制器的研究。本论文介绍了断路器智能控制器的设计原理,同时重点阐述了断路器智能控制器的各项参数测量及保护原理和算法,并进行了具体的硬件和软件模块的设计,旨在实现断路器的智能保护。 本文涉及的断路器智能控制器,在硬件上以PHILIPS公司的ARM芯片LPC2294为核心处理器,主要进行数据的实时采集处理和断路器的故障保护。硬件设计采用了标准化模块设计方法,硬件电路尽可能选择标准化、模块化结构的典型电路,以便扩展。其中,液晶选用的是SMG240128A,键盘芯片选用的是ZLG7290。软件的编制采用模块化编程方法,每一个模块相对独立,完成特定功能,便于维护添加新功能。编程工具为ARM公司提供的ADS1.2。为了保证智能控制器各种保护功能的可靠实现,论文中对智能控制器的干扰源进行了分析,从硬件和软件两个方面采取了多项设计措施,提高了智能控制器的稳定性和可靠性。实践证明,论文中构建的断路器智能控制器结构简单,易于实现,可以满足系统需要,因此具有较高的实用价值。
上传时间: 2013-06-10
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随着网络、通信和微电子技术的快速发展和人民物质生活水平的提高,视频监控系统以其直观、方便和信息内容丰富的特点而被广泛的应用。本文利用ARM+DSP的双核结构,对基于ARM+DSP嵌入式的视频监控系统进行了设计和研究。 本系统大致分成两部分-DSP图像采集处理部分和ARM实时控制应用部分两部分。子系统分别选用TMS320DM642和AT91RM9200作为两部分的主控芯片,利用它们各自的优势在系统中发挥不同的功能。 DSP的图像采集处理部分通过CCD摄像头对特定的区域采集视频图像,并由视频解码芯片进行视频解码处理。处理后的数字视频信号放入DSP内通过视频运动检测算法进行图像处理,以掌握是否有异常的情况发生。如果有异常情况发生,则立刻由DSP向ARM实时控制应用部分施加中断信号,并将识别处理后的结果全部发送过去。 ARM的实时控制应用部分实现对DSP图像采集处理部分的实时控制,实现支持Linux平台的硬件架构,实现网口、串口和USB等接口用于数据传输,实现图像的显示和友好的人机界而等等。ARM实时控制应用部分本身不参与图像识别和处理相关的算法实现,而只是配合DSP将图像处理的结果显示出来,并在恰当的时机触发外部控制器实现一定的对外控制功能。 基于ARM+DSP架构的视频监控系统的设计思想与实现原理,本系统分为控制模块和视频处理模块,二者独立开发和调试,通过HPI并行方式连接,提高了软硬件任务的模块化程度,增加了系统的稳定性、可靠性和灵活性,符合嵌入式视频监控的功能要求,可以面对日益复杂的视频应用。本文还介绍了基于AT91RM9200处理器子系统开发板的底层BootLoader程序的开发和对Linux操作系统移植的过程。最后论文在设计并实现的基础上对系统的改进提出了一些新的方法和建议。
上传时间: 2013-06-19
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在当前的电子信息技术和网络技术高速发展的后PC时代,嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、商业文化艺术、娱乐业以及人们日常生活中的方方面面。与此同时,PDA因其小巧,功能强大,日益受到人们的青睐。因此,对嵌入式Linux的PDA研究具有非常重要的意义。 本文的研究主要是基于ARM和Linux的PDA软硬件平台的开发。硬件平台的内核模块采用ARM920T核的S3C2410X嵌入式处理器,外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash,硬件平台还集成了液晶、触摸屏等人机接口和嵌入式GPS模块,同时提供了USB主机、SD卡扩展接口。该平台技术先进,结构合理,功能较完备,整体性、可扩充性强,还可以作为其他嵌入式系统硬件开发的良好平台和有益借鉴。 在此硬件平台的基础上,本文深入探讨和解决了Linux操作系统和嵌入式图形用户接口移植过程中所面临的任务和难题。论文首先研究了硬件平台下引导Linux启动的Bootloader的设计方法和实现过程。然后,给出了Linux2.4内核和YAFFS文件系统的启动分析和移植到硬件平台的整个过程。并且,在Linux内核驱动模型的基础上,实现了LCD帧缓冲显示设备Framebuffer、触摸屏、USB驱动程序的开发。最后,实现了图形化用户接口Qt/E在嵌入式Linux平台上的移植。通过Linux操作系统和图形化用户接口Qt/E等软件平台的实现,为PDA平台提供了良好的图形化操作系统支持,从而大大减少了PDA产品的开发难度和开发周期。 另外,在开发实现的PDA软硬件平台的基础上给出了—个地图的显示以及实现放大、缩小等功能的程序,为综合应用了PDA平台软硬件资源提供了—个有用的实例。
上传时间: 2013-04-24
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