基于uClinux嵌入式系统设计及其在Web服务器中的应用研究

论文题目: 基于uClinux嵌入式系统设计及其在Web服务器中的应用研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 软件工程

作者: 肖杰

导师: 李仁发,徐成

关键词: 嵌入式系统,引导加载程序,嵌入式服务器

文献来源: 湖南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着Internet的发展和后PC时代的到来,嵌入式系统成为当前IT产业的焦点之一,具有巨大的市场需求。同时嵌入式设备的Internet网络化成为目前网络发展的一个重要方向和必然结果。嵌入式Linux以源码开放,容易移植,成为嵌入式领域最有发展前景的嵌入式操作系统,uClinux是专为无MMU的微处理器打造的一种嵌入式Linux操作系统,具有标准Linux的主要优点,稳定性、优秀的网络功能以及丰富的API。研究基于uClinux的嵌入式系统设计和实现具有理论和现实意义。本文首先深入分析了uClinux应用于嵌入式系统中的关键技术,包括内核组成、内存管理、多进程管理、可执行文件格式等,并结合标准Linux对这些关键技术的异同进行比较,特别对改动最大的内存管理方面进行了重点研究比较。在嵌入式系统中硬件设备的选型至关重要,它影响了嵌入式操作系统的选择。本文选用三星S3C4510B微处理器构建硬件平台,分析了ARM7TDMI的体系结构特点和S3C4510B的功能模块,论述了所选的主要外围电路,在此基础上完成了整个开发板的设计。然后研究了Bootloader体系结构、操作模式和工作流程及内核的启动过程,从内核移植和Bootloader移植两方面分析了uClinux的移植过程。接着分析和设计了一个轻量级的Bootloader程序,此程序内存占用少,能把编译好的uClinux内核很容易地移植到目标板上。在前述分析与研究的基础上,本文最后以嵌入式Internet为应用背景。分析了嵌入式Web服务器的程序结构,设计并实现了一个嵌入式Web服务器。该服务器能支持工业设备、家用电器连入互连网,具有成本低、设计简单、容易升级,并具有很好的动态Web页面功能。能很好地满足家用电器和工业设备接入互联网的需求。

论文目录:

摘要

Abstract

插图索引

附表索引

第1章绪论

1.1 研究的背景、目的和意义

1.2 本文工作

1.3 论文结构

第2章相关研究综述

2.1 嵌入式系统及其发展趋势

2.1.1 嵌入式系统概述

2.1.2 嵌入式操作系统

2.1.3 嵌入式系统的发展趋势

2.2 嵌入式Linux操作系统

2.2.1 Linux作为嵌入式操作系统的优势及不足

2.2.2 常见的嵌入式Linux操作系统

2.2.3 嵌入式Linux国内外研究现状

2.2.4 嵌入式Linux的发展及应用前景

2.3 嵌入式Web服务器

2.3.1 嵌入式Web服务器概述

2.3.2 Web服务器软件结构

2.3.3 嵌入式Web服务器的研究现状及趋势

2.4 小结

第3章 uClinux应用于嵌入式系统中关键技术分析

3.1 uClinux简介

3.2 内核组成概述

3.3 内存管理分析

3.3.1 标准Linux的内存管理

3.3.2 uClinux针对无MMU的特殊处理

3.4 uClinux可执行文件格式

3.5 uClinux多进程分析

3.6 uClinux使用的文件系统分析

3.7 uClinux小型化技术

3.7.1 uClinux的内核加载方式

3.7.2 uClinux应用程序库

3.8 uClinux针对实时性的解决方案

3.9 小结

第4章基于uClinux的软硬件开发平台构建研究

4.1 硬件平台设计

4.1.1 ARM7DMI处理器介绍

4.1.2 S3C4510B概述

4.1.3 主要的外围设备构建

4.2 ADS1.2开发工具

4.3 uClinux系统启动

4.4 基于S3C4510B的uClinux内核的移植

4.4.1 移植的分类

4.4.2 S3C4510B地址重映射分析

4.4.3 uClinux内核的移植过程

4.5 Bootloader设计与实现

4.5.1 Bootloader的基本任务分析

4.5.2 Bootloader操作模式

4.5.3 Bootloader典型结构分析

4.5.4 Bootloader的实现

4.6 小结

第5章一种嵌入式Web服务器设计与实现

5.1 适用于嵌入式Web服务器的HTTP协议分析

5.2 方案设计

5.2.1 嵌入式Web服务器硬件解决方案

5.2.2 嵌入式Web服务器软件平台解决方案

5.3 基于uClinux的动态Web的实现

5.3.1 uClinux下Web服务器分析与实现

5.3.2 uClinux下实现动态Web页面的CGI技术

5.3.3 uClinux下动态Web页面的实现

5.4 嵌入式Web服务器仿真及系统分析

5.5 小结

结论

参考文献

致谢

附录A (攻读学位期间所发表的学术论文目录)

发布时间: 2006-05-10

参考文献

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