基于嵌入式Linux操作系统的LXI多功能仪器系统软件的研究与实现

论文摘要

本文介绍了基于S3C2410和嵌入式Linux操作系统作为可进行网络通信的仪器开发平台的硬件和软件核心,将嵌入式Linux的内核、引导程序和文件系统进行剪裁和移植,建立了主机开发环境和交叉编译环境,并且实践了编译和执行开发板上应用程序的过程。在理解了仪器平台和各个仪器模块的硬件电路的基础上,提出软件设计方法并实现了基本接口功能。接着将MiniGUI移植到此平台上,并针对通用模块阐述了仪器功能程序的开发过程。用MiniGUI资源建立图形界面和菜单,可完成与主机网络通信,对仪器模块波形数据的采集、处理、保存、显示等功能,从而验证了本平台设计的可靠性和可行性,建立了一个功能较全的嵌入式通用LXI C类仪器平台。接着介绍了SCPI并提出了SCPI解释器的实现方法,研究了其在嵌入式Linux下的应用方法,并验证了该命令解释器的可行性。最后通过分析LXI技术标准和同步接口,提出实现LXI同步接口触发子系统的软件方法,可开发LXI同步接口并进一步开发LXI B类和A类仪器,并研究了在LXI分布式网络测试系统中实现LXI同步接口的软件应用方案,对于该领域的进一步深入研究具有一定的理论和实践价值。该嵌入式LXI多功能测量仪器软件系统的建立,是在理论研究的基础上,为了设计出一个符合功能指标等要求的LXI仪器通用平台,可以为用户提供方便且多种仪器测量测试功能,也给其他研究者提供一个学习平台,以便在此基础上完善扩展、衍生硬件接口和扩展仪器功能的软件开发,并为国产的嵌入式LXI仪器的研究开发提供有益的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章绪论
• 1.1 嵌入式系统概述
• 1.1.1 嵌入式系统的定义
• 1.1.2 嵌入式系统的特点
• 1.2 嵌入式Linux操作系统
• 1.2.1 嵌入式操作系统
• 1.2.2 嵌入式Linux操作系统
• 1.3 嵌入式电子测量仪器
• 1.4 LXI总线技术及发展状况
• 1.5 课题来源
• 1.6 课题意义
• 第二章 嵌入式 Linux 系统上的开发平台
• 2.1 仪器平台
• 2.1.1 仪器硬件平台简介
• 2.1.2 嵌入式Linux概述
• 2.2 移植Linux
• 2.2.1 bootloader的移植
• 2.2.2 Linux内核的移植
• 2.2.3 Linux文件系统的移植
• 2.3 嵌入式Linux系统开发环境
• 2.4 Linux设备管理接口
• 2.4.1 设备驱动开发过程
• 2.4.2 UART设备通信
• 2.4.3 网络接口设备通信
• 2.4.4 扩展总线接口设备通信
• 2.5 移植MiniGUI
• 2.5.1 构建Linux交叉编译环境
• 2.5.2 交叉编译MiniGUI
• 第三章 嵌入式多功能仪器平台的应用软件开发
• 3.1 MiniGUI应用程序开发
• 3.1.1 图形用户界面MiniGUI简介
• 3.1.2 基于MiniGUI的嵌入式系统软件结构
• 3.1.3 MiniGUI运行模式
• 3.2 仪器功能程序开发
• 3.2.1 Linux的多线程
• 3.2.2 系统总体软件设计
• 3.2.3 测量模块软件设计
• 3.2.4 仪器前后台程序通信设计
• 3.3 程控仪器SCPI解释器的实现
• 3.3.1 SCPI概述
• 3.3.2 SCPI命令解释器的实现
• 3.3.3 SCPI的应用
• 3.4 总结
• 第四章 LXI同步接口
• 4.1 LXI总线技术概述
• 4.2 LXI触发概述
• 4.2.1 基于LAN消息的触发方式
• 4.2.2 基于IEEE1588 的触发方式
• 4.2.3 基于硬件触发总线的触发方式
• 4.3 LXI同步接口
• 4.4 LXI触发子系统模型
• 4.4.1 触发子系统的行为模型
• 4.4.2 触发子系统的属性
• 4.4.3 触发子系统的函数
• 4.4.4 配置触发子系统的COM方法原型
• 4.5 LXI触发子系统的实现
• 4.6 总结
• 第五章 结束语
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录 部分仪器主控程序