基于VxWorks的水下通信网节点底层软件的设计与实现

论文摘要

本文所要完成的是水下通信网节点硬件平台底层软件的设计与实现。水下通信网节点硬件平台采用了工业级、低功耗的嵌入式处理器AT91RM9200、TI公司的数字信号处理器TMS320VC5510A和XILINX公司的现场可编程门阵列XC4VLX15FG363。根据水下通信网对多任务实时性和可靠性的要求,确定了嵌入式处理器AT91RM9200结合嵌入式实时操作系统VxWorks的系统实现方案。论文主要研究工作是在充分掌握ARM、DSP、FPGA体系结构和嵌入式操作系统VxWorks及其开发方法的基础上,开发基于AT91RM9200、XC4VLX15FG363和VxWorks的一套嵌入式软件系统,为水下通信网节点的上层软件提供必要服务。嵌入式实时操作系统VxWorks移植到AT91RM9200处理器上是本论文工作的主要部分之一。整个系统以AT91RM9200作为主处理器,在VxWorks的统一管理下,稳定而可靠的运行。基于VxWorks的外围设备驱动程序开发是本论文工作的另一重要部分。在完成VxWorks操作系统移植的基础上,设计并实现SD Card、实时时钟(PCF8563T)、CODEC、ARM和DSP之间的通信等驱动程序模块。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的背景和意义
• 1.2 水下通信网国内外动态
• 1.3 水下通信网节点结构
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 第2章 水下通信网硬件平台与VxWorks操作系统
• 2.1 水下通信网结点硬件平台
• 2.1.1 水下通信网结点硬件平台的构成
• 2.1.2 硬件平台主要处理器
• 2.2 水下通信网软件总体方案的确定
• 2.2.1 嵌入式实时操作系统的选型
• 2.2.2 VxWorks及其开发环境Tornado
• 2.3 VxWorks对ARM体系结构的支持
• 2.3.1 ARM体系结构
• 2.3.2 VxWorks与ARM的结合
• 2.4 本章小结
• 第3章 VxWorks操作系统的移植
• 3.1 VxWorks板级支持包BSP
• 3.2 VxWorks操作系统的引导
• 3.2.1 VxWorks加载方式的选择
• 3.2.2 VxWorks引导程序的启动流程
• 3.3 VxWorks引导程序的调试
• 3.3.1 在仿真条件下修改BSP
• 3.3.2 用EmbestIDE调试引导程序
• 3.4 TrueFFS文件系统
• 3.4.1 TrueFFS
• 3.4.2 TFFS文件系统的实现
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于VxWorks的底层驱动程序设计
• 4.1 SD Card驱动程序设计
• 4.1.1 SD Card与MCI的连接和基本操作
• 4.1.2 SD Card驱动程序设计
• 2C总线驱动程序设计'>4.2 I²C总线驱动程序设计
• 2C总线概述'>4.2.1 I²C总线概述
• 2C总线工作原理和基本操作'>4.2.2 I²C总线工作原理和基本操作
• 2C总线驱动程序设计'>4.2.3 I²C总线驱动程序设计
• 4.3 实时时钟驱动程序设计
• 4.3.1 PCF8563结构与功能
• 4.3.2 PCF8563在系统中的应用
• 4.3.3 PCF8563的驱动程序设计
• 4.4 CODEC的配置与数据传输通道的程序设计
• 4.4.1 CODEC芯片的特点
• 4.4.2 CODEC在系统中的应用
• 4.4.3 CODEC的配置
• 4.4.4 数据传输通道的程序设计
• 4.5 ARM和DSP之间的通信程序设计
• 4.5.1 TMS320VC5510A的主机接口
• 4.5.2 HPI的信号描述及读写时序
• 4.5.3 AT91RM9200与DSP之间的连接关系
• 4.5.4 ARM对DSP的访问
• 4.6 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
• 附录