基于嵌入式Linux的珩磨机控制器的研究与开发

论文摘要

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。随着计算机技术和网络通信技术的发展，嵌入式系统进入了一个新的历史发展阶段。目前广泛应用于工业控制、信息家电、娱乐设施、航空、军事等领域，具有很好的市场前景。而Linux以其开源的特性、低廉的价格和强大的功能等诸多优势脱颖而出，成为嵌入式领域研究和开发的热点。论文的主要目标是研究和开发基于嵌入式实时Linux和ARM处理器的珩磨机控制器，并着重研究了嵌入式实时平台的构建，为嵌入式系统开发提供一个完整的软硬件环境。论文主要完成了如下几个方面的工作：(1)介绍了嵌入式系统的背景和理论。在此基础上，提出嵌入式开发平台的课题，阐述该课题的意义；(2)介绍本系统使用的软硬件平台，实现嵌入式Linux在S3C2410平台上的完整移植，包括工具链的编译，bootloader、内核、根文件系统和GUI的移植，并编写了ADC驱动程序；(3)对Linux的实时性进行了研究，在此基础上移植RTAI到S3C2410的平台上，使系统具备硬实时性；(4)开发了珩磨机控制器原理样机系统，包括系统的总体设计，软硬件设计，并进行了部分的程序开发工作；以上这些工作证明了将嵌入式软硬件技术应用到控制器设计中，具有一定的可行性和应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 嵌入式系统概述
• 1.1.1 嵌入式系统的定义
• 1.1.2 嵌入式系统的特点
• 1.1.3 嵌入式系统的历史
• 1.1.4 嵌入式系统的发展趋势
• 1.1.5 嵌入式操作系统
• 1.2 嵌入式系统在工控领域的应用
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 主要工作内容
• 第2章 嵌入式系统开发的软硬件平台
• 2.1 Linux在嵌入式系统的应用
• 2.1.1 Linux操作系统介绍
• 2.1.2 嵌入式Linux概述
• 2.1.3 嵌入式Linux的优点
• 2.1.4 嵌入式Linux研究现状和发展趋势
• 2.2 ARM微处理器及硬件平台介绍
• 2.2.1 ARM微处理器
• 2.2.2 S3C2410芯片
• 2.2.3 S3C2410目标板
• 第3章 构建嵌入式Linux
• 3.1 移植环境
• 3.1.1 硬件环境
• 3.1.2 软件环境
• 3.2 建立GNU跨平台开发工具链
• 3.2.1 准备工作
• 3.2.2 内核头文件的设置
• 3.2.3 binutils的设置
• 3.2.4 引导编译器的设置
• 3.2.5 C链接库的设置
• 3.2.6 完整编译器的设置
• 3.2.7 完成工具链的设置
• 3.3 设置bootloader
• 3.3.1 bootloader的概念
• 3.3.2 U-Boot的分析与移植
• 3.4 编译内核
• 3.5 移植CS8900A网卡驱动
• 3.6 建立根文件系统
• 3.6.1 根文件系统的内容
• 3.6.2 安装NFS服务器上的根文件系统
• 3.7 移植MiniGUI
• 3.7.1 MiniGUI简介
• 3.7.2 MiniGUI移植过程
• 3.8 ADC驱动程序实现
• 3.8.1 设备驱动程序简介
• 3.8.2 S3C2410的ADC介绍
• 3.8.3 关键源代码说明
• 3.8.4 ADC模块加载、卸载
• 第4章 嵌入式Linux的实时性研究
• 4.1 实时系统概述
• 4.1.1 实时系统的定义
• 4.1.2 实时CPU调度算法分类
• 4.2 Linux的实时化
• 4.2.1 Linux实时性的改进
• 4.2.2 基于Linux的实时操作系统
• 4.3 实时应用程序接口——RTAI
• 4.3.1 Adeos分析
• 4.3.2 RTAI分析
• 4.4 RTAI在S3C2410上的移植
• 4.4.1 移植Adeos
• 4.4.2 移植RTAI
• 4.5 RTAI实时性能测试
• 第5章 珩磨机控制器的开发与实现
• 5.1 系统总体分析
• 5.1.1 开放式数控系统介绍
• 5.1.2 珩磨机介绍
• 5.1.3 系统功能要求和开发环境
• 5.2 系统硬件平台分析
• 5.3 系统软件结构设计
• 5.3.1 系统软件结构
• 5.3.2 系统管理模块的实现
• 5.3.3 系统控制模块的实现
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果