基于MPC8250的嵌入式系统编程

论文摘要

在卫星通信终端室内单元项目中,所采用的是MPC8250与Linux2.6.x内核作为基本软硬件平台的嵌入式系统。在硬件选择上,MPC8250所采用的硬件现场保护机制,其中断响应时间与Linux2.6.x内核相关性小,具有较高的实时性。与些同时,MPC8250内嵌的通信处理模块加上Linux固有的网络处理功能使得整个系统数据传输能力得到了很好的发挥。最后,MPC8250所提供的PCI的DMA模式传输使得MPC8250与FPGA之间的数据传输速率得到很好的提高。在软件选择上,本项目所采用的是U-BOOT、Linux2.6.x、JFFS2。其中U-BOOT作为其引导程序,负责一些基本硬件的配制和内核的引导。Linux2.6.x做为系统内核,负责本系统管理和资源分配,储如:驱动、内存分配、进程管理、中断管理等,都在内核里面。JFFS2是一种小型文件系统,即最终我们的操作是在文件系统下的,再由文件系统转换到内核进行实质操作。本文从卫星通信终端室内单元项目中所从事的工作出发,针对开发板死机这一问题,分析其发生的原因,引导出对中断及其处理程序的分析,而后从操作系统层面分析其引起问题的原因,并为MPC8250与FPGA之间的连接的PCI总线,开发驱动程序,实现MPC8250与FPGA之间的DMA高速数据传输。最后以总体构架形式描述了Linux内核,并概述了Linux2.6.x在MPC8250上的移植过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 Linux介绍
• 1.2 Linux内核的功能模块
• 1.3 Linux与其他操作系统的区别
• 1.4 Linux作为嵌入式开发的优势
• 1.5 本文安排
• 第二章 REWIN-PPC8250 的硬件环境和软件开发环境
• 2.1 REWIN-PPC8250 的硬件结构
• 2.2 MPC8250 概述
• 2.2.1 PowerPC 603e内核
• 2.2.2 CPM模块的功能和特点
• 2.2.3 系统接口单元SIU的结构
• 2.2.4 MPC8250 的内存映射
• 2.3 软件开发环境
• 2.3.1 配置Linux主机
• 2.3.2 PC机的配置
• 2.4 本章 小结
• 第三章 MPC8250 的中断程序设计
• 3.1 REWIN-PPC8250 硬件中断设计
• 3.2 Linux的中断处理机制
• 3.2.1 注册ISR
• 3.2.2 实现ISR
• 3.2.3 tasklet机制
• 3.2.4 工作队列机制
• 3.3 MPC8250 的中断资源和工作原理
• 3.4 REWIN-PPC8250 上ISR的实现
• 3.4.1 在驱动的初始化函数中注册中断
• 3.4.2 ISR的实现
• 3.5 本章 小结
• 第四章 Linux的进程管理分析
• 4.1 进程概述
• 4.2 进程的基本数据结构
• 4.3 进程运行状态及其转换关系
• 4.3.1 运行状态
• 4.3.2 可中断睡眠状态
• 4.3.3 不可中断睡眠状态
• 4.3.4 僵死状态
• 4.4 进程的管理
• 4.4.1 进程的创建
• 4.4.2 进程调度
• 4.4.3 进程切换
• 4.4.4 进程终止
• 4.5 问题的定位
• 第五章 DMA形式的PCI设备驱动程序开发
• 5.1 Linux设备驱动概述
• 5.1.1 设备驱动的类型
• 5.1.2 设备驱动完成的功能和重要的数据结构
• 5.1.3 设备驱动和应用程序接口
• 5.2 MPC8250 的PCI驱动
• 5.2.1 PCI驱动程序数据基本结构
• 5.2.2 PCI总线系统结构
• 5.2.3 PCI设备的配置空间
• 5.2.4 DMA形式传输
• 5.2.5 初始化设备过程
• 5.3 本章 小结
• 第六章 嵌入式Linux在MPC8250 上的移植
• 6.1 Linux内核源码简介
• 6.2 内核源码的裁减
• 6.3 编译内核
• 第七章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间研究成果