基于嵌入式Linux的科学仪器工作状态记录器的研制

论文摘要

大型科学仪器工作状态监测系统建设是国家科技基础条件平台建设的重要项目之一（No.2004DKA10010, No.2005DKA10103）,仪器工作状态记录器的研制是该项目的重要内容,它是上层信息系统的数据来源。论文主要研究嵌入式系统的软硬件开发技术,在此基础上,开发基于嵌入式系统的大型科学仪器工作状态记录器。论文选用ARM内核的32位单片机S3C44B0X作为嵌入式系统的微控制器,扩展外围设备包括光电隔离的状态检测模块,Flash程序存储器SST39VF1601,SDRAM动态数据存储器HY57V641620,NVRAM与Nand Flash,RTL8019以太网接口,SL811HS的USB控制器接口及电源、时钟、复位等。嵌入式操作系统采用μCLinux,论文介绍了μCLinux的开发环境,讨论了引导程序Bootloader,μCLinux内核配置方法及内核生成,并编写了基于μCLinux操作系统的硬件设备驱动程序和各功能应用程序。使用多线程技术实现了记录器多种功能的独立设计,采用N+1线程冗余技术和进程管理监测技术等进行软件高可用性设计。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 科学仪器工作状态监测研究现状
• 1.3 论文研究意义
• 1.4 本文的研究内容
• 第二章 记录器总体设计
• 2.1 设计目标
• 2.2 关键问题
• 2.3 设计依据
• 2.4 记录器的结构设计
• 第三章 记录器硬件电路的设计
• 3.1 记录器的硬件电路总体方案
• 3.2 仪器状态监测模块的实现
• 3.3 高性能 32 位 ARM 单片机―S3C44B0X
• 3.4 存储器电路
• 3.5 以太网卡接口设计
• 3.6 USB 主控制器接口设计
• 3.7 电源、时钟及复位电路
• 3.8 其它接口电路设计
• 3.9 无线局域网的实现
• 3.10 小结
• 第四章 基于 μCLinux 的软件开发
• 4.1 μCLinux开发环境的建立
• 4.2 引导程序 BOOTLOADER
• 4.3 μCLinux 内核的开发简介
• 4.4 μCLinux驱动程序的原理及开发
• 4.5 μCLinux下开发应用程序的步骤
• 4.6 各功能应用程序的开发
• 4.7 小结
• 第五章 系统测试及应用
• 5.1 测试环境
• 5.2 功能测试
• 5.3 记录器实际运行情况
• 5.4 应用情况
• 5.5 小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 本文的主要工作和成果
• 6.2 存在的不足及建议
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 攻读硕士期间参与的项目