论文题目: 基于嵌入式Linux的个人移动终端中块设备的设计与实现
论文类型: 硕士论文
论文专业: 微电子学与固体电子学
作者: 宗志刚
导师: 陆生礼
关键词: 嵌入式,块设备
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 设备驱动是嵌入式操作系统中的重要组成部分,其中块设备驱动又是嵌入式设备驱动的重要组成,因为系统程序通常存放在块设备中,其运行效率对系统的整体性能有着很大的影响。本文介绍了嵌入式Linux中块设备的基本概念,设计并实现了以Intel XScale系列处理器PXA255为核心,采用嵌入式Linux操作系统的个人移动终端产品中的几类通用块设备驱动,包括RAM设备、基于Flash memory的MTD(Memory Technology Device)设备以及MMC(MultiMediaCard)存储设备等驱动。本文首先介绍了RAM作为块设备在系统中的实现过程以及其挂接EXT2文件系统的方法。接着详细分析了一种新的基于Flash memory而设计的块设备- MTD设备的实现原理,通过为Flash设备抽象定义共同的属性和操作接口函数实现了Flash设备更高效的读写特性和更好的支持。当前的Flash memory主要有两种形式:NOR Flash和NAND Flash,其中NAND Flash有高容量、低成本的特点,但其相对复杂的接口给其应用带来了很大难度。本文结合业界不同方案,设计并实现了不增加任何硬件成本,使用GPIO来控制NAND Flash的方法,并在其上加载了目前非常流行的JFFS2文件系统。同时,为了提高系统工作效率,本文设计并实现了在NAND Flash上同时挂接JFFS2文件系统和最新的YAFFS文件系统的方案,并且进行了数据测量和功能验证。最后,针对于目前个人移动终端产品通常支持移动存储设备的现状,本文介绍了在系统中实现MMC设备功能的软件方案。目前,本文所描述的各项实现工作都已经完成,并且已经在系统上稳定运行。基于本课题的个人移动终端产品也已经上市,用户反应良好。
论文目录:
摘要
Abstract
序言
1. 课题研究背景
2. 课题主要研究工作
3. 论文主要内容
第一章 嵌入式Linux 系统中的块设备
1.1 嵌入式Linux 操作系统
1.1.1 嵌入式系统的发展
1.1.2 嵌入式Linux 系统
1.2 嵌入式Linux 系统中的设备驱动
1.2.1 Linux 系统设备驱动分类
1.2.2 Linux 系统中的设备名字空间
1.2.3 设备驱动与内核的接口
1.3 嵌入式Linux 系统中的块设备驱动
1.4 嵌入式Linux 中的文件系统
第二章 系统软硬件简介
2.1 系统硬件平台
2.1.1 Intel Xscale PXA255 处理器介绍
2.1.2 PXA255 系统存储器接口
2.2 系统软件平台
2.3 个人移动终端中的块设备
第三章 RAM 设备的实现
3.1 PXA255 中的SDRAM 控制接口
3.2 RAM 驱动程序在平台上的实现
3.3 RAM 设备上挂接的文件系统
3.4 本章小结
第四章 MTD 设备的实现
4.1 Flash 概述
4.2 MTD 抽象层设计
4.2.1 MTD 抽象层的设计思想
4.2.2 MTD 抽象层的实现
4.3 MTD 驱动层设计
4.3.1 MTD 驱动层的层次结构
4.3.2 MTD 驱动层的实现
4.4 建立在MTD 层上的JFFS2 文件系统
4.4.1 JFFS2 文件系统概述
4.4.2 MTD 块设备是JFFS2 建立的载体
4.5 JFFS2 在NAND Flash 上的实现
4.5.1 NAND Flash 的工作原理
4.5.2 NAND Flash 在平台上的实现难点
4.5.3 硬件概述
4.5.4 软件设计原理
4.5.5 功能评测
4.6 系统工作效率的提高
4.6.1 系统效率的考虑
4.6.2 实现方案
4.6.3 性能测试
4.7 本章小结
第五章 MMC 设备的实现
5.1 MMC 原理简介
5.1.1 MMC 内部结构及引脚说明
5.1.2 MMC 协议简介
5.2 PXA250 中MMC 控制器
5.3 与PXA255 的硬件连接
5.4 MMC 设备功能的实现
5.4.1 MMC 驱动的设计原理
5.4.2 MMC 核心层主要数据结构
5.4.3 MMC 驱动的设计
5.5 MMC 中FAT 文件系统的构建
5.6 本章小结
总结和展望
致谢
参考文献
在学期间发表论文清单
发布时间: 2007-06-11
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