基于ARM的LCU测试系统的设计

论文摘要

机车LCU单元测试是LCU单元证明其准确性、可靠性的重要的一环，是在LCU单元投放市场和实际运行之前的必要准备。ARM是一款cpu处理器的总称，根据它功耗小，性能优，价格成本低廉的特点，目前广泛用于嵌入式设备的核心处理器。本文的目标重点就在于两者的结合之处，通过对ARM平台的搭建研究和设计了LCU的单元测试系统。本文详细介绍了搭建ARM工作平台主要的四个步骤：首先是要建立基本的硬件平台作为实际运行的基础，本文所选用的市面上广为人知，有较好口碑的韩国三星公司生产的SMDK2410开发板作为硬件基础，在此之上进行软件的开发和修改；第二步是得到交叉编译工具，其目的是编译程序来得到ARM处理器所能识别的二进制代码，相当于软件硬编码的翻译工作；第三步是移植Boot-loader，加载所有启动时需要可执行的二进制代码至内存中，负责硬件带电启动整个系统；第四步则是操作系统的移植。选用常见Linux作为操作系统，提供OS一级的系统调用，向上为软件层提供硬件的操作接口，向下通过驱动管理控制硬件，负责协调硬件和软件的工作。从软件工程的角度出发，遵循设计模式的方法，采用Linux世界中模块的设计思想，在对LCU单元的测试情况做出具体分析的前提下提出了LCU单元测试系统的整体设计。同时结合嵌入式系统编程的特点，实现了数据压缩算法和工作状态换算算法，给出了一种简单快速判断硬件编址的方法，最后，初步讨论了优化算法方案及其可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究现况及水平
• 1.3 研究的意义和目的
• 1.4 主要研究内容以及目录组织结构
• 第二章 ARM 交叉编译器的建立
• 2.1 ARM 交叉编译器
• 2.2 ARM 交叉编译器的搭建原理
• 2.3 工作路径的定义
• 2.4 组件的版本组合选择
• 2.5 Linux 体系下编译程序的基本过程
• 2.6 搭建 ARM 交叉编译器
• 2.6.1 编译安装 binutils
• 2.6.2 安装 linux 的头文件
• 2.6.3 编译安装 gcc 的 c 编译器
• 2.6.4 编译安装 glibc
• 2.6.5 编译安装 gcc 的 c,c++ 编译器
• 第三章 Boot-loader 的移植
• 3.1 Boot-loader 的意义
• 3.2 Boot-loader 介绍
• 3.2.1 Boot-loader 的内容
• 3.2.2 Boot-loader 的操作模式
• 3.2.3 Boot-loader 的开发流程
• 3.2.3.1 U-800T 简介
• 3.2.3.2 U-800T 目录结构
• 3.3 修改 U-boot
• 3.3.1 基本的硬件初始化
• 3.3.2 跳转到 stage2 的 C 入口点
• init'>3.3.3 定义函数 nand_init
• 3.3.4 跳转到 kernel
• 第四章 内核的移植
• 4.1 内核配置及意义
• 4.2 内核配置的基本方法
• 4.3 配置内核文件系统选项
• 4.3.1 虚拟文件系统
• 4.3.2 CRAMFS
• 4.3.3 设备文件系统 devfs
• 4.3.4 initrd 启动镜像
• 4.3.5 Linuxrc 系统挂载
• 4.3.6 登记 flash 芯片分区信息
• 4.3.7 内核启动命令参数
• 第五章 LCU 检测系统应用程序
• 5.1 LCU 检测
• 5.2 LCU 测试系统软件的设计
• 5.2.1 软件设计及其要素
• 5.2.2 定义基本的类和对象，人机界面的设置
• 5.2.3 序列化存储类 Serial 和链表类
• 5.2.4 计算预计值
• 5.2.5 数据压缩
• 5.2.6 数据存储方式考查
• 第六章 总结与展望
• 6.1 数据采集模块的设计与实现
• 6.2 操作系统的进化
• 6.3 加快运算-并行计算的可行性研究
• 6.3.1 进程模块的修改
• 6.3.2 扩充页面
• 6.3.3 并行计算
• 6.4 制作根文件系统
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间的主要研究成果