嵌入式操作系统的架构分析与导航应用的实现

论文摘要

在当前数字信息技术和网络技术高速发展的后PC时代,嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面中。随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广,嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合。像我们平常常见到的手机,PDA,电子字典,可视电话,VCD/DVD/MP3 Player,数字相机（DC）,数字摄像机（DV）,U-Disk,机顶盒（Set Top Box）,高清电视（HDTV）,游戏机,智能玩具,交换机,路由器,数控设备或仪表,汽车电子,家电控制系统,医疗仪器,航天航空设备等等都是典型的嵌入式系统。“3C”融合和IT技术大融合加速嵌入式系统产业化进程,嵌入式系统是中国厂商从"中国制造"向"中国创造"转变的最佳契机。本文从嵌入式操作系统的基本架构入手,应用嵌入式系统开发技术,以PXA255嵌入式微处理器为硬件核心,应深圳航天科技创新研究院卫星与导航实验室具体项目的需求,实现了星上有效载荷地面仿真与控制终端系统。基于项目控制终端可视化的设计需求,本文采用了基于Windows CE的系统设计方法。通过分析嵌入式操作系统的主要组成部分,如进程调度,内存管理,文件系统,驱动程序,结合Windows CE操作系统在以上方面的体系架构分析,分析实际系统设计的需求和可行性;然后,结合具体的项目需求和硬件条件,设计出符合项目需求的专用的嵌入式操作系统;最后,将把在PC机上开发好的软件终端程序移植到该嵌入式操作系统上去,并且对其性能进行测试。结果表明,本文提出的基于Windows CE操作系统的开发方案是便捷的并且符合应用需求的,这对于今后基于具体需求的嵌入式开发和设计具有很强的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外相关技术发展历史和现状
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 嵌入式系统硬件平台的发展
• 1.2.3 嵌入式系统软件平台的发展
• 1.3 本课题研究目的及意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 嵌入式操作系统的架构分析
• 2.1 采用基于Windows CE设计的原因
• 2.2 嵌入式操作系统Windows CE简介
• 2.2.1 Windows CE的发展历史
• 2.2.2 Windows CE的主要功能
• 2.2.3 Windows CE的实时性能
• 2.2.4 Windows CE的应用领域
• 2.3 嵌入式操作系统Windows CE的组建分析
• 2.3.1 Windows CE的层次式架构
• 2.3.2 Windows CE的组件剖析
• 2.4 嵌入式操作系统Windows CE的内核模块
• 2.4.1 Windows CE的中断体系结构
• 2.4.2 Windows CE的进程
• 2.4.3 Windows CE的文件系统概述
• 2.4.4 Windows CE的内存管理概述
• 2.5 本章小结
• 第3章 嵌入式操作系统的平台搭建
• 3.1 开发方案
• 3.2 嵌入式操作系统平台的搭建
• 3.2.1 系统平台的定制
• 3.2.2 调试和仿真操作系统镜像
• 3.2.3 BootLoader以及系统镜像文件的下载
• 3.2.4 系统镜像的下载
• 3.3 本章小结
• 第4章 基于系统的应用程序开发
• 4.1 整体程序构架
• 4.2 程序功能介绍
• 4.2.1 卫星信号验证设备
• 4.2.2 星上注入数据模拟器
• 4.2.3 星上扩频测距模拟器
• 4.2.4 星上天线阵列模拟器
• 4.2.5 星上导航任务处理模拟器
• 4.2.6 星上时频基准模拟器
• 4.2.7 星上射频信号生成模拟器
• 4.2.8 仿真控制器
• 4.3 应用程序的移植
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录一 Windows CE中断相关的API及代码样例
• 附录二 进程间通信典型的API函数原型
• 致谢