基于OMAP3530便携设备的WinCE移植和驱动开发

论文摘要

随着IT业的飞速发展,便携式技术集成通信、嵌入式、计算机技术,在处理器、存储、电源管理、嵌入式软件领域多路并举、齐头并进,迅速发展成为当今最热门的技术。作为该技术的应用,便携式设备以卓越的性能和丰富的功能吸引了众多消费者。然而随着其功能需求不断增加,单一处理器将面临性能与功耗难以折中的问题,多核处理器势必成为解决之道。于是集ARM、DSP、2D/3D图形加速处理器于一体的OMAP系列芯片必将成为便携式设备的主流处理器。在系统软件方面,Windows CE嵌入式操作系统因其对多平台的支持、系统可定制能力以及在应用开发方面的便利等特点,在市场上占据越来越重要的位置。本文的工作便是在以OMAP3530处理器为核心的硬件平台上实现Windows CE的移植和相关驱动开发,为实现便携式系统应用提供技术基础。本文首先介绍了嵌入式操作系统Windows CE的结构和特点,并在此基础上基于通用性、便携性、低功耗、可扩展的思想,采用嵌入式的开发方法,针对便携设备的实际需求进行分析,结合OMAP3530处理器的特点提出了包含电源管理器、LCD显示器、触摸屏等模块的系统硬件设计方案;其次,在系统软件开发过程中,鉴于Windows CE系统的分层特性,将移植重点放在BSP(Board Support Package)的编写和集成方面,以实现便携设备中Bootloader和嵌入式操作系统Windows CE的移植。考虑到后期产品换代升级的需求,本文在Bootloader中设计SD卡的驱动,并建立FAT文件系统,实现从具有FAT文件系统的SD卡中读取系统映像文件,达到从SD卡启动Windows CE操作系统的目的,进而方便内核的升级更新;然后分析了Windows CE驱动的特点,并在此基础上通过对LCD控制器和触摸屏控制器工作原理的研究,设计并实现LCD显示器、触摸屏和声卡等几个关键外设的驱动。最后采用白盒测试以及以功能测试和性能测试为主导的黑盒测试两种方法对整个系统进行测试,其中白盒测试采用Windows CE 6.0 Test Kit软件,完成对BSP各模块代码的测试。最终测试结果表明:本设计的便携设备系统各部分正常运行,系统工作稳定,软硬件完全符合设计要求,很好地实现了多核处理器、Windows CE操作系统与便携式设备相结合,从而为以后更好地开展新一代便携式消费电子设备的设计工作做铺垫。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 嵌入式系统发展概况
• 1.3 论文研究的主要内容及难点
• 第二章 Windows CE 系统分析
• 2.1 Windows CE 简介
• 2.2 Windows Embedded CE 6.0 体系结构
• 2.3 Windows Embedded CE 6.0 实时性
• 2.4 Windows Embedded CE 6.0 的内存管理
• 2.4.1 内存构架及调度
• 2.4.2 内存管理模型
• 2.4.3 内核存储器空间和用户存储器空间
• 2.5 Windows Embedded CE 6.0 的存储管理
• 2.5.1 对象存储
• 2.5.2 文件系统
• 2.5.3 注册表
• 2.5.4 存储管理器
• 第三章 系统硬件方案研究
• 3.1 系统需求分析
• 3.1.1 嵌入式系统的比较与选择
• 3.1.2 处理器的比较与选择
• 3.2 硬件框架图
• 3.3 硬件模块接口设计
• 3.3.1 电源管理器
• 3.3.2 LCD 显示模块
• 3.3.3 触摸屏模块
• 第四章 Windows CE 嵌入式操作系统的移植
• 4.1 BSP 原理简述
• 4.2 Bootloader 移植
• 4.2.1 Bootloader 的启动流程
• 4.2.2 主要实现函数
• 4.2.3 相关配置文件
• 4.3 OAL 移植
• 4.3.1 OAL 层简介
• 4.3.2 OAL 的启动流程
• 第五章 设备驱动开发
• 5.1 Windows CE 驱动特点
• 5.1.1 Windows CE 驱动结构
• 5.1.2 中断处理
• 5.2 LCD 驱动的设计与实现
• 5.2.1 显示驱动设计思路
• 5.2.2 LCD 显示控制器
• 5.2.3 LCD 驱动程序开发
• 5.3 触摸屏驱动的设计与实现
• 5.3.1 触摸屏的工作原理
• 5.3.2 相关中断分析
• 5.3.3 驱动程序开发
• 5.4 音频驱动开发
• 第六章 系统测试
• 6.1 测试环境
• 6.2 测试内容及结果
• 第七章 总结与展望
• 7.1 课题的总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 在校期间发表论文
• 致谢