ARM全系统模拟器中模拟串口和网卡的设计和实现

论文摘要

随着计算机和通信技术的不断发展，嵌入式系统的应用日益广泛，但传统的开发方法限制了软件开发人员，因为软件的调试，需要在真实的目标系统上完成。为了解决这个软件开发的瓶颈，全系统模拟器应运而生，它模拟具体的目标系统，让用户在不接触真实硬件和使用仿真器的情况下进行开发，提高了开发效率，降低了开发成本。本论文中重点探讨了ARM全系统模拟器串口和网卡模拟器的设计和实现，这是全系统模拟器的必要组成部分，并提出了一个可装载外设模块的接口和设计实现。本文首先对全系统模拟器的构成和实现方法进行了简要的介绍，接着提出了模拟串口和网卡的功能需求以及设计思想。论文继续分别详细介绍了模拟串口和网卡的设计和实现，重点介绍了在模拟串口时如何利用伪终端技术来方便日后的测试和交互。论文提出了外设模块化加载的设计和实现，这对于系统的可配置、伸缩性，以及方便第三方开发具有重要意义。最后论文介绍了在嵌入式开发中必然涉及到的交叉工具链的生成过程及遇到的一些问题的解决之道

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 项目背景与意义
• 1.1.1 模拟器软件概述
• 1.1.2 全系统模拟器原理和功能
• 1.1.3 项目的意义
• 1.2 项目的构成和实现
• 1.2.1 MUTO-CPU模拟器
• 1.2.2 配置模块
• 1.2.3 FOB（Flash open boot）—固件模块
• 1.2.4 外设模块
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 本文的组织与结构
• 第二章 模拟串口与网卡的设计需求
• 2.1 外设模拟综述
• 2.1.1 一般操作系统具体外部设备管理
• 2.1.2 全系统模拟器模拟外部设备管理
• 2.2 模拟串口的设计需求
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 串口控制台
• 2.2.3 PXA27x芯片串口部分介绍
• 2.3 模拟网卡的设计需求
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 模拟网卡和宿主机网卡的通信
• 2.4 小结
• 第三章 模拟串口
• 3.1 设计实现
• 3.1.1 实现结构
• 3.1.2 主要函数接口
• 3.1.3 伪终端技术
• 3.1.3.1 概述
• 3.1.3.2 模块中的作用
• 3.1.4 主线程流程
• 3.2 寄存器逻辑模拟
• 3.2.1 寄存器功能介绍
• 3.2.2 逻辑及实现
• 3.3 中断逻辑模拟
• 3.3.1 中断原理介绍
• 3.3.2 逻辑及实现
• 3.4 小结
• 第四章 模拟网卡
• 4.1 设计实现
• 4.1.1 实现结构
• 4.1.2 主要函数接口
• 4.1.3 和宿主机网卡的通信
• 4.1.3.1 Tun/tap驱动工作原理
• 4.1.3.2 Tun/tap设备的工作过程
• 4.1.3.3 在模块中的作用
• 4.1.3.4 帧格式
• 4.2 寄存器逻辑模拟
• 4.2.1 概述
• 4.2.2 寄存器功能介绍
• 4.2.3 逻辑及实现
• 4.3 中断逻辑模拟
• 4.3.1 中断介绍
• 4.3.2 逻辑及实现
• 4.4 小结
• 第五章 外设模块的动态加载
• 5.1 外设模块的动态加载需求
• 5.2 外设模块动态加载的设计实现
• 5.3 小结
• 第六章 交叉编译工具链生成
• 6.1 概述
• 6.2 交叉编译工具链的定义和组成
• 6.3 交叉编译工具链的生成
• 6.4 小结
• 第七章 结束语
• 7.1 论文总结
• 7.2 下一步研究方向
• 参考文献
• 缩略语中英文对照
• 致谢