基于ARM处理器的小型卫星通信网终端软件研究

论文摘要

采用多功能终端构成一种小型卫星通信网,要求各个终端能够像计算机一样支持多种各样的外部设备,并能实现组网功能。采用能支持嵌入式Linux操作系统的ARM处理器可很好地满足这种需求。本文重点研究这种智能终端中基于ARM处理器的嵌入式软件及其实现,主要内容有:（1）在分析嵌入式系统、ARM处理器、Linux操作系统特点的基础上,论证了这种基于ARM处理器和Linux操作系统实现组网多功能终端方案的可行性和优越性。（2）介绍了嵌入式系统的组成、开发流程和步骤,搭建了嵌入式系统开发和调试平台,包括软件开发工具、硬件调试工具,软件组件等。（3）分析了该卫星通信网终端的需求,并详细阐述了本系统的硬件配置,包括ARM处理器、存储器和输入/输出接口。（4）论证了本系统软件部分设计的目标,提出了一种软件结构方案,包括Bootloader、Linux内核、文件系统、图形用户界面、网络应用程序这几个方面的选型和开发目标。（5）完成ARM嵌入式软件平台的设计与实现,包括U-Boot的修改和移植、Linux系统内核的移植和剪裁、嵌入式Linux文件系统的制作、图形用户界面的安装和编程基础,以及Linux系统中驱动程序的设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 嵌入式系统在卫星通信终端中的应用
• 1.2 ARM 处理器的特点
• 1.3 研究工作的背景及意义
• 1.4 本文的主要研究工作及内容组织
• 第二章 嵌入式系统开发及编译调试平台的搭建
• 2.1 嵌入式系统开发概述
• 2.1.1 嵌入式系统的组成
• 2.1.2 嵌入式系统开发流程
• 2.1.3 带Linux 操作系统的嵌入式软件开发
• 2.2 嵌入式系统交叉编译环境的建立
• 2.2.1 交叉编译环境的建立
• 2.2.2 Makefile 文件与make 命令
• 2.3 嵌入式Linux 系统调试平台的建立
• 2.3.1 ICE 实时在线调试
• 2.3.2 Linux 系统下交叉调试工具GDB
• 2.3.3 JTAG 在线调试
• 第三章 一种小型卫星通信网及其终端的硬件配置
• 3.1 卫星高增益扩频通信网终端系统
• 3.1.1 系统功能
• 3.1.2 系统总体需求
• 3.2 卫星扩频通信网终端的硬件配置
• 3.2.1 ARM9 处理器
• 3.2.2 存储设备（SDRAM 和NAND Flash）
• 3.2.3 输入/输出设备
• 第四章 小型卫星通信网终端软件设计方案
• 4.1 终端软件系统 Bootloader 的设计
• 4.2 终端软件系统 Linux 系统内核的设计
• 4.2.1 Linux 操作系统内核的模块与实时性
• 4.2.2 Linux 操作系统的进程管理
• 4.2.3 Linux 操作系统的存储管理
• 4.2.4 Linux 操作系统的设备管理
• 4.3 终端软件的文件系统的设计
• 4.3.1 根文件系统内容的组成
• 4.3.2 嵌入式文件系统的管理机制
• 4.3.3 嵌入式文件系统类型的选择
• 4.4 终端软件中图形用户界面的设计
• 4.5 终端软件中网络应用程序的设计
• 第五章 小型卫星通信网终端软件实现
• 5.1 本系统Bootloader 的移植
• 5.1.1 U-Boot 代码的修改
• 5.1.2 U-Boot 命令和环境变量简介
• 5.1.3 U-Boot 启动过程研究
• 5.2 本系统 Linux 内核的剪裁和移植
• 5.2.1 Linux 内核修改步骤
• 5.2.2 Linux 内核配置
• 5.2.3 Linux 内核编译
• 5.3 本系统文件系统的设计与移植
• 5.3.1 建立文件系统的空根目录
• 5.3.2 创建文件系统中的具体文件
• 5.3.3 创建cramfs 根文件系统
• 5.3.4 创建 yaffs2 文件系统
• 5.4 本系统图形用户界面的设计
• 5.5 驱动程序的编写
• 5.5.1 自动配置和初始化子程序
• 5.5.2 服务于输入输出请求的子程序（系统调用）
• 5.5.3 中断服务子程序
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果