ARM DIS系统设计及实时多任务的实现

论文摘要

本毕业课题围绕DIS嵌入式手持式终端，主要研究基于三星公司的S3C44BOX微处理器和自由软件uCLinux操作系统的硬软件开发及DIS性能的提高，在实验室已有开发平台的基础上，完成了数字化实验室系统的DIS终端基本软硬件的设计，实现了IIC前端传感器识别，AD测量，键盘扫描，LCD显示，USB-SLAVE数据上传等功能。DIS终端硬件上，以三星公司的S3C44BOX ARM7TDMI芯片为核心，外围扩展FLASH、SDRAM存储芯片、ADC芯片、键盘扫描芯片、USB接口芯片、复位芯片以及电源芯片等，构成了系统的硬件基础；软件上，首先定制了针对DIS系统的BootLoader，然后在成功移植uCLinux嵌入式操作系统的基础上，编写了外围扩展芯片相应的驱动程序和上层应用程序。总体上，实现了DIS系统各个方面的功能要求。为了提高DIS的系统性能，本课题还解决了系统的实时和多任务两大关键技术。不但能够使多路传感器独立工作和相互融合工作，实现DIS类PC的多窗口操作界面特性，而且针对DIS支持的所有前端传感器特点，使系统达到实时测量要求，从而极大地提高DIS整体性能水平，使课题研发具备一定的技术创新意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 数字化实验室的国内外动态
• 1.2 本课题对数字化实验室的改进
• 1.3 本课题中ARM DIS与现有产品的比较
• 1.4 本课题所做工作
• 1.5 课题论文内容简介
• 第二章 DIS的硬件设计及调试结果
• 2.1 仪器系统硬件结构
• 2.2 核心电路设计
• 2.2.1 SDRAM电路设计
• 2.2.2 FLASH电路设计
• 2.3 外围模块电路设计
• 2.3.1 人机对话模块
• 2.3.1.1 LCD显示模块电路设计
• 2.3.1.2 键盘矩阵电路设计
• 2.3.2 USB通信模块
• 2.3.3 AD模块
• 2.3.4 其他电路
• 2.3.4.1 IIC
• 2.3.4.2 JTAG
• 2.3.4.3 复位电路
• 2.3.5 电源模块
• 2.4 DIS调试结果展示
• 第三章 基于uclinux的ARM DIS系统软件关键技术
• 3.1 基于DIS硬件架构的uclinux内核移植
• 3.1.1 bootloader的编写
• 3.1.2 内核移植过程
• 3.2 uclinux设备驱动
• 3.2.1 字符设备驱动程序初步
• 3.2.2 LCD设备驱动
• 3.2.2.1 标准LCD驱动模块寄存器
• 3.2.2.2 uclinux下LCD驱动原理及实现方法
• 3.2.2.3 FrameBuffer驱动的添加
• 3.2.2.4 上层调用
• 3.2.3 键盘扫描控制芯片CH452驱动
• 3.2.3.1 CH452的工作时序
• 3.2.3.2 基于SPI接口的CH452驱动
• 3.2.3.3 uclinux识别外部中断
• 3.2.4 USB通信接口芯片CH375驱动
• 3.2.4.1 CH375读写时序及数据传输方式
• 3.2.4.2 CH375驱动的实现
• 3.2.4.3 中断服务程序的下半部分处理
• 3.2.5 MAX1246设备驱动
• 3.2.5.1 MAX1246实现A/D转换
• 3.2.5.2 程序设计
• 第四章 实现ARM DIS系统的实时多任务
• 4.1 多任务的必要性
• 4.2 实现多任务系统的方法
• 4.2.1 进程管理
• 4.2.1.1 进程的基本概念
• 4.2.1.2 进程的简单应用
• 4.2.1.3 进程通信
• 4.2.2 线程管理
• 4.2.2.1 线程基本概念
• 4.2.3 多任务在DIS上的实现
• 4.3 改进ARM DIS系统的实时性能
• 4.3.1 改变实时任务的中断优先级
• 4.3.2 中断延时测试
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间参加项目
• 硕士期间发表论文
• 致谢