Linux环境下的嵌入式系统开发及其网络编程应用

论文摘要

Linux作为一个成熟而稳定的网络操作系统,它支持完整的TCP/IP协议簇,其内核结构在在网络方面是非常完善的,提供了对包括十兆位、百兆位及千兆位的以太网,无线网络、令牌环和光纤甚至卫星的支持,这对现在依赖于网络的嵌入式通信设备来说无疑是很好的选择。Linux支持多种类型的套接字地址簇并将其抽象为统一的套接字接口,这一抽象的引入是为了方便互联网应用程序的编程,也为网络应用程序之间的数据通信提供了便利,文中的室内终端控制软件就是利用socket套接字接口来完成的数据传输。嵌入式卫星通信室内终端硬件平台采用MPC8250和FPGA相结合的设计办法。其中MPC8250集成了通信处理模块负责从局域网收发数据,并进行用户层面的数据处理,FPGA负责数据的编码和调制。操作系统采用Linux,负责进程调度、内存管理和提供网络接口。采用不同的嵌入式CPU架构就会有不同的软件开发环境,在MPC8250上开发系统和应用软件,需要构建交叉编译环境来向目标系统移植针对性的Linux内核,应用程序也需要在此交叉编译环境下编译才能在MPC8250硬件平台上运行。本文从实践的角度出发描述了嵌入式硬件平台REWIN-PPC8250主板的搭建,针对MPC8250嵌入式CPU对Linux 2.6.18内核进行裁减和编译,完成了对内核的移植工作,完成了Linux的交叉编译环境的搭建。在此基础上给出了IDU控制软件客户端设计思路,并给出了室内终端的TCP和UDP服务器程序设计开发过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 嵌入式系统简介
• 1.1.1 嵌入式系统的结构
• 1.1.2 嵌入式系统的特点
• 1.2 嵌入式linux操作系统
• 1.2.1 Linux操作系统及其优点
• 1.2.2 linux内核及其组成模块
• 1.2.3 Linux操作系统的网络功能
• 1.3 课题设计思路
• 第二章 嵌入式硬件平台设计
• 2.1 REWIN-PPC8250硬件平台
• 2.2 嵌入式MPC8250硬件平台
• 2.2.1 G2处理器内核
• 2.2.2 SIU系统接口单元模块
• 2.2.3 通信处理模块CPM
• 2.3 Modem Block硬件平台
• 2.3.1 Modem Block功能及架构介绍
• 2.3.2 Modem Block的控制接口
• 2.4 本章小结
• 第三章 嵌入式 Linux软件开发环境
• 3.1 嵌入式 Linux交叉编译环境
• 3.2 Linux主机系统的配置
• 3.2.1 安装编译环境套件eldk
• 3.2.2 系统设置
• 3.3 配置嵌入式 Linux内核
• 3.3.1 内核的裁减
• 3.3.2 内核源码修改
• 3.3.3 内核的编译与移植
• 3.4 本章小结
• 第四章 嵌入式 Linux下的网络编程
• 4.1 Linux中网络层次结构
• 4.1.1 linux对TCP/IP协议族的实现
• 4.1.2 REWIN-PPC8250室内IDU终端的网络模型
• 4.2 Linux网络编程
• 4.2.1 socket概述
• 4.2.2 网络编程基本模式
• 4.2.2.1 客户机/服务器模式
• 4.2.2.2 面向连接协议的字节流套接字编程
• 4.2.2.3 非连接协议的数据报套接字编程
• 4.3 Linux内核对socket的支持
• 4.4 本章小结
• 第五章 IDU控制软件设计与开发实例
• 5.1 IDU控制软件
• 5.1.1 IDU客户端软件功能
• 5.1.2 IDU服务器端软件设计思路
• daemon服务器程序设计'>5.2 tcp_daemon服务器程序设计
• 5.2.1 守护进程模块
• 5.2.2 TCP通信模块
• 5.2.3 数据接收处理子程序模块
• daemon服务器程序设计'>5.3 udp_daemon服务器程序设计
• 5.3.1 UDP通信模块
• 5.3.2 UDP服务模块
• 5.4 服务器程序的运行实现
• 5.5 本章小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果