基于ARM的嵌入式教学实验系统的研究与开发

论文摘要

随着计算机技术和Internet的飞速发展，嵌入式系统成为了目前IT领域最热门的概念和技术。目前，嵌入式系统被广泛的应用于工业控制，汽车电子，通信领域，消费类电子等领域。可以说嵌入式系统与人们的日常生活已经密切相关，所以嵌入式系统技术得到了很高程度的关注。现在我国很多高等院校都已经在计算机技术，电子信息工程，通信工程等专业中开设了嵌入式系统的课程。嵌入式系统课程综合性强，需要学习硬件电路知识，操作系统知识，C语言编程等内容，是一个软硬件结合的系统。而且嵌入式系统课程实践性很强，嵌入式系统技术本来就是基于应用的，所以是一门具有实用性的开发技术的课程。所以学生不仅仅只是学习理论知识，一定要通过实验课程的学习，对嵌入式系统的开发技术能够有更加深入的认识，能够符合用人单位对嵌入式开发人才的要求。所以在开设嵌入式系统课程的过程中需要配合理论课开设实验课，这就需要利用到嵌入式教学实验系统。在市场中各个公司开发的嵌入式教学实验系统大都价格非常昂贵，而且也不能很好的配合嵌入式实验教学。基于此，构建一种低成本，适合于学校嵌入式系统实验教学，有完整电路原理图和实验源代码的嵌入式教学实验系统是非常有必要的。对于提高嵌入式系统的教学效果，培养嵌入式系统的开发人才具有重大的现实意义。论文主要完成了以下工作：1．分析目前市场上存在的嵌入式实验系统的现状。提出了构建一种低成本，适合于学校嵌入式系统实验教学，有完整电路原理图和实验源代码的嵌入式教学实验系统。2．阐述了嵌入式系统实验教学的特点和现状，系统分析了目前在嵌入式系统实验教学中存在的问题，提出了嵌入式系统教学的改进方向，并以此为指导，开发设计了符合嵌入式系统实验教学需要的实验系统。3．本课题主要研究了基于三星S3C44B0X的ARM7嵌入式教学实验系统的硬件设计和配套的实验设计，完成嵌入式实验教学需要的实验内容。4．完成了μC/OS-II嵌入式操作系统和μClinux嵌入式操作系统在本实验系统硬件平台上的移植工作。目前本课题已经完成了嵌入式教学实验系统的所有的硬件和软件的开发调试工作，经过小规模的试用，证明符合本课题设计的预期，效果良好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 嵌入式系统概述
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本论文主要的研究内容和意义
• 2 嵌入式系统实验教学问题与改进方向
• 2.1 嵌入式系统实验教学概述和特点
• 2.2 嵌入式系统实验教学现状和存在的问题
• 2.3 嵌入式系统实验教学的改进方向
• 3 基于 S3C44B0X 的嵌入式教学实验系统方案设计
• 3.1 教学实验系统需求分析
• 3.2 系统硬件平台的实现
• 3.2.1 系统硬件整体设计
• 3.2.2 电源
• 3.2.3 存储器电路
• 3.2.4 串行通信接口电路
• 3.2.5 USB 电路
• 3.2.6 以太网接口电路
• 3.2.7 音频输出电路
• 3.3 基于硬件接口的基础实验设计
• 4 μC/OS-II 嵌入式操作系统移植
• 4.1 μC/OS-II 操作系统介绍
• 4.2 μC/OS-II 内核
• 4.2.1 任务管理
• 4.2.2 时间管理
• 4.2.3 内存管理
• 4.2.4 任务调度
• 4.2.5 μC/OS-II 文件体系结构
• 4.3 μC/OS-II 在 ARM 上的移植
• 4.3.1 μC/OS-II 移植环境要求
• 4.3.2 μC/OS-II 的移植过程
• 5 μClinux 嵌入式系统的分析与移植
• 5.1 μClinux 系统简介
• 5.2 μClinux 系统的移植
• 5.2.1 GNU 开发工具介绍
• 5.2.2 建立交叉编译环境
• 5.2.3 移植μClinux 到 S3C44B0X
• 6 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表的学术论文