基于ARM_VxWorks水声数据采集系统研究

论文摘要

随着水声技术研究的不断深入,各类水声设备也得到迅速发展,在海洋探测、水下通信、军事国防等方面广为应用。与此同时,水声数据采集系统也受到越来越多的关注。由于信道复杂、信号衰减大以及环境恶劣等因素的影响,设计一个可靠性高、功耗低、实时性强且符合水声工程要求的数据采集系统成为一项重要任务。本课题研究内容来源于某型水下测量系统。论文在分析了水声信号特点的基础上,阐述了用于水声信号数据采集系统的设计原则。针对水声数据采集的应用需求,采用嵌入式ARM9处理器和嵌入式实时操作系统VxWorks设计并研制了一套基于ARM_VxWorks的高可靠水声数据采集系统。本设计以S3C2410嵌入式处理器,高精度ADC和以太网控制器CS8900以及大容量数据存储器为系统的关键部件,对VxWorks操作系统进行了移植,设计了配用的板级支持包,并开发了相应的驱动程序。在上述基础之上,针对水声数据采集系统的特点和要求,开发了以网络通信为数据传输手段的数据采集系统,并实现串行通信和大容量数据本地存储功能。对系统的测试结果表明,采用ARM_VxWorks结构的数据采集系统能够有效地完成水声数据采集任务。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文的背景和意义
• 1.2 数据采集系统的发展
• 1.3 水声数据采集系统总体结构设计
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 第2章 VxWorks系统及ARM微处理器
• 2.1 嵌入式系统及其主机开发环境 Tornado
• 2.1.1 嵌入式系统的定义及组成
• 2.1.2 嵌入式实时操作系统介绍
• 2.1.3 嵌入式实时操作系统 VxWorks介绍
• 2.1.4 Tornado开发环境简介
• 2.2 嵌入式处理器总体介绍
• 2.2.1 嵌入式处理器
• 2.2.2 ARM体系结构
• 2.2.3 S3C2410芯片介绍
• 2.2.4 对于 ARM编写 VxWorks时的注意问题
• 2.3 本章小结
• 第3章 VxWorks BSP的移植及驱动程序的设计
• 3.1 板级支持包 BSP
• 3.1.1 VxWorks BSP简介
• 3.1.2 VxWorks BSP的构成
• 3.2 VxWorks内核的引导过程
• 3.3 VxWbrks BSP的开发
• 3.3.1 内核启动前 BSP的启动代码的编写
• 3.3.2 定时器处理程序的编写
• 3.3.3 中断处理程序的编写
• 3.3.4 BSP的调试
• 3.4 VxWorks驱动程序的编写
• 3.4.1 驱动程序简介
• 3.4.2 VxWorks下的设备及设备驱动程序概述
• 3.4.3 串行设备驱动程序的编写
• 3.4.4 网络设备驱动程序的编写
• 3.5 本章小结
• 第4章 水声数据采集系统的实现
• 4.1 水声数据采集系统硬件介绍
• 4.2 嵌入式软件开发流程
• 4.3 VxWorks嵌入式软件模块划分
• 4.4 水声数据采集控制系统的软件实现
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢