基于ARM-Linux平台综导显控台的设计与实现

论文摘要

以电子计算机为中心,以最佳统计理论为方法,将载体上的某些或全部的导航设备综合在一起,形成一个有机的统一整体,提高导航信息精度,扩大单一导航设备或系统的功能,这样的系统通称为组合导航系统。本文以我校研制的综导显控台为工程背景,在对综导显控台进行需求分析的基础上提出了基于ARM-Linux平台的综导显控台的设计方案。在对系统软硬件平台给出了详细分析的基础上阐述了系统应用软件设计的思想和基本原则,然后对应用软件的任务进行了详细的划分并完成了系统的相关软件设计。研究了基于ARM-Linux平台的综合导航显控台的CAN总线、串口通信、以太网接口通信技术并完成了相应的软件。本文对嵌入式系统软硬件开发技术作了详细而深入的研究,介绍了嵌入式系统的组成原理及特点。深入研究了嵌入式实时操作系统Linux及linux环境下应用程序的开发,包括linux下设备驱动程序的开发、符合硬件环境的系统引导程序Bootloader和文件系统的、Linux内核的裁剪和移植、嵌入式GUI的开发。依照软件工程学的一般流程对综导显控台从分析、设计、实现进行完整的论述。最后从系统运行的情况来看本论文所设计的基于ARM-Linux的综导显控台基本上满足了用户系统的要求,提高了组合导航系统的实时性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第2章 综导显控台需求分析与方案设计
• 2.1 综导显控台简介
• 2.2 综导显控台需求分析
• 2.2.1 信息处理需求分析
• 2.2.2 接口及通信需求分析
• 2.2.3 人机交互需求分析
• 2.3 综导显控台总体设计方案
• 2.3.1 信息综合处理模块设计方案
• 2.3.2 人机交互界面模块设计方案
• 2.3.3 接口及通信模块设计方案
• 2.3.4 综导显控台硬件设计方案
• 2.4 本章小结
• 第3章 嵌入式主控平台的构建
• 3.1 硬件平台的建立
• 3.1.1 硬件开发板简介
• 3.1.2 硬件开发板外围接口
• 3.1.3 CAN总线扩展
• 3.2 嵌入式Linux系统的构建
• 3.3 Bootloader引导程序设计
• 3.3.1 Bootloader主要功能
• 3.3.2 Bootloader实现
• 3.3.3 Bootloader的配置和移植
• 3.4 内核的配置移植
• 3.4.1 修改内核文件
• 3.4.2 内核的裁剪与编译
• 3.5 文件系统的选择与制作
• 3.5.1 根文件系统制作
• 3.5.2 JFFS2文件系统的配置移植
• 3.6 本章小结
• 第4章 综导显控台软件层设计
• 4.1 信息综合处理模块设计
• 4.1.1 信息预处理设计
• 4.1.2 信息综合处理设计
• 4.2 CAN接口通信设计
• 4.2.1 文件操作接口
• 4.2.2 CAN接口通信实现
• 4.2.3 CAN接口通信程序的编译和添加
• 4.3 串口通信设计
• 4.3.1 串口通信中用到的结构体
• 4.3.2 串口通信实现
• 4.3.3 串口通信程序的编译
• 4.4 以太网通信设计
• 4.4.1 以太网通信的初始化
• 4.4.2 以太网通信实现
• 4.4.3 以太网通信的模块化加载
• 4.5 本章小结
• 第5章 综导显控台用户层设计
• 5.1 人机交互界面模块设计
• 5.1.1 设计原则
• 5.1.2 窗口的创建
• 5.1.3 消息与消息处理
• 5.1.4 界面的相关操作
• 5.1.5 定时器设计
• 5.1.6 输入输出设计
• 5.2 用户层关键驱动程序设计
• 5.2.1 Frame Buffer驱动程序设计
• 5.2.2 触摸屏驱动程序设计
• 5.3 用户层主要功能实现
• 5.3.1 参数装订功能
• 5.3.2 舰船推位功能
• 5.3.3 天文定位功能
• 5.3.4 航行计划功能
• 5.4 系统功能测试
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢