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基于高速混合处理器的无线通信设备移动测试平台

2020-12-04阅读(213)

基于高速混合处理器的无线通信设备移动测试平台

论文摘要

以各类多媒体服务为代表的电信服务需求快速增长,使得厂商之间的竞争愈发激烈。为了在竞争中脱颖而出,各厂商纷纷开始寻求更高效、经济、快速的整体解决方案。对于他们而言面临的主要挑战是:如何降低新产品的开发成本;如何快速地完成产品设计,缩短进入市场的时间。如何解决这两个问题将在很大程度上决定厂商的竞争力。移动通信的发展将以第三代移动通信的应用和运营为起点,并走向多媒体通信。移动通信与信息家电、消费性电子产品的结合成为未来的发展趋势,这对嵌入式技术的性能和实时性的要求越来越高。一方面要求系统能够支持高分辨率的图像显示,高质量的语音通信,快速处理大信息量数据,另一方面需要系统在截止时间前计算出正确的数据。如何使系统具有硬实时性能,并且具有强大的网络、图形、文件系统的支持,成为研究发展的方向。本论文基于此目的,设计并实现了一个具有开放体系结构的、易于扩充的、易于维护的、具有良好人机界面的软硬件平台。该平台的输入和输出都是模拟中频,而不关心射频前端是什么信号,这样提高了平台的灵活性,拓展了应用范围。在软件方面,考虑到通信设备对实时性要求较高的特点,提出并实现了将uC/OS-Ⅱ实时内核与uClinux相融合的设想,一方面使得系统具有实时性,另外一个方面,可以利用uClinux强大的文件系统、网络接口、图形接口等功能。uC/OS-Ⅱ和uClinux这两个操作系统都是开源操作系统。加之这两个系统在业界的广泛的普及度,使得软件的复用成为可能,并能够降低产品成本,加快研发周期。同时还为该平台设计了一些基本的输入输出设备,包括TFT液晶显示屏、键盘、与PC机的通信接口等,并且设计实现了这些外围设备在uClinux环境下的设备驱动程序,使得上层开发人员专注于应用软件的开发,而不用关心底层的硬件的细节。该平台为通信产品提供了一个灵活的底层平台。具体的产品根据需要加上特定的应用,就能够立即形成产品,从而减少不必要的重复劳动,加快产品的设计周期,缩短产品进入市场的时间。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 1.1 嵌入式系统介绍
  • 1.2 移动通信对嵌入式系统的要求
  • 1.3 国内外研究现状
  • 1.4 课题研究方向和内容
  • 1.5 论文结构介绍
  • 第二章 系统硬件平台介绍
  • 2.1 设计背景
  • 2.2 硬件实现方案
  • 2.2.1 模拟单元
  • 2.2.2 中频数字单元
  • 2.2.3 Blackfin处理器单元
  • 2.3 平台其他组成部分
  • 2.3.1 DSP与FPGA通信模块
  • 2.3.2 显示和输入模块
  • 2.3.3 平台和PC机通信模块
  • 第三章 软件总体设计
  • 3.1 系统需求分析
  • 3.2 操作系统选择
  • 3.3 软件体系结构设计
  • 3.4 应用程序模块设计
  • 3.5 实时任务模块设计
  • 3.6 设备驱动模块设计
  • 3.7 系统运行开发环境
  • 3.7.1 安装交叉编译工具和uClinux内核源码
  • 3.7.2 配置内核，选择相应的硬件平台
  • 3.7.3 下载内核到目标板
  • 第四章 uClinux实时化方案以及实现
  • 4.1 uClinux实时化方案设计之一----修改Linux内核
  • 4.1.1 增加内核抢占点
  • 4.1.2 实现细粒度定时器
  • 4.1.3 优化进程调度
  • 4.1.4 小结
  • 4.2 uClinux实时化方案设计之二----双内核方式
  • 4.2.1 硬件抽象层ADEOS分析
  • 4.2.2 uC/OS-Ⅱ做实时内核的设想
  • 4.2.3 uC/OS-Ⅱ做实时内核的可行性分析
  • 4.2.4 双内核实时操作系统的设计
  • 4.3 双内核实时操作系统uClinux+uC/OS-Ⅱ的实现
  • 4.3.1 uC/OS-Ⅱ的移植
  • 4.3.2 uC/OS-Ⅱ内核的修改
  • 4.3.3 启动uC/OS-Ⅱ
  • 4.3.4 移植后uC/OS-Ⅱ实时任务的一些限制
  • 第五章 设备驱动程序设计
  • 5.1 FPGA与DSP通信驱动
  • 5.1.1 Linux环境下字符驱动基本框架
  • 5.1.2 FPGA与DSP的硬件接口
  • 5.1.3 Linux下FPGA与DSP通信驱动实现
  • 5.2 DSP与PC机通信驱动程序
  • 5.2.1 Linux环境下TTY驱动基本框架
  • 5.2.2 DSP与PC机接口
  • 5.2.3 Linux环境下DSP与PC机驱动实现
  • 5.3 TFT液晶屏显示驱动
  • 5.3.1 Linux环境下Framebuffer驱动的基本框架
  • 5.3.2 TFT液晶屏与处理器接口
  • 5.3.3 Linux环境下TFT液晶驱动实现
  • 5.4 键盘输入驱动程序
  • 5.4.1 Linux环境下输入设备驱动的基本框架
  • 5.4.2 键盘与处理器接口
  • 5.4.3 Linux环境下键盘驱动实现
  • 第六章 系统实时性能测试与分析
  • 6.1 性能测试的必要性
  • 6.2 测试方案设计以及实现
  • 6.2.1 使用改进的Rhealstone方法
  • 6.2.2 测试平台介绍
  • 6.2.3 具体测试方案
  • 6.3 测试数据以及结果分析
  • 6.3.1 任务切换时间测试步骤及结果
  • 6.3.2 中断响应时间测试步骤及结果
  • 6.3.3 任务执行时间的抖动
  • 6.3.4 测试小结
  • 第七章 结束语
  • 7.1 全文总结
  • 7.2 问题和期望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻硕期间取得的研究成果

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