流星余迹通信系统中嵌入式Linux的驱动开发与设计

论文摘要

流星余迹通信是利用由流星产生的电离余迹对无线电波的反射和散射作用来进行信息传输的。流星余迹通信的诸多优点使之成为一种理想的应急通信手段。本文选题来源于国家“十一五”重点项目,受国家自然科学基金(60672129)资助。流星余迹通信信道具有间断和不稳定的特性。多径延迟和信道噪声等会严重的降低流星余迹通信系统的性能。为了适应流星余迹信道特性,提高数据的传输效率,高效的差错控制技术对于流星余迹通信系统来说尤为重要。本文基于此方面的考虑,在流星余迹通信系统中采用ARM作为核心微控制器,完成各种控制功能并实现数据链路层协议。本文探讨了这种新型平台的软硬件设计方案,重点对嵌入式Linux操作系统和硬件之间的桥梁和纽带——设备驱动进行了研究。在完成引导程序及嵌入式系统内核的配置与移植的基础上,实现了AT91RM9200与各外围设备的接口驱动。分析了驱动程序的开发特点,描述了其实现机制,并给出了编译测试方法。最后实现了流星余迹通信系统的全双工通信。现场测试表明,本文中描述的嵌入式软硬件平台能使流星余迹通信达到良好的性能指标要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 流星余迹通信系统概述
• 1.2.1 流星余迹通信发展史
• 1.2.2 流星余迹通信信道特性
• 1.2.3 流星余迹通信系统介绍
• 1.3 嵌入式系统概述
• 1.3.1 嵌入式系统定义
• 1.3.2 嵌入式Linux系统流程及要点
• 1.4 论文主要工作及结构
• 第二章 嵌入式Linux在硬件平台上的移植
• 2.1 流星余迹通信中嵌入式系统硬件平台概述
• 2.1.1 AT91RM9200芯片资源与系统设计
• 2.1.2 基带板硬件设计
• 2.2 交叉开发环境
• 2.2.1 交叉开发概念
• 2.2.2 下载程序实现方法
• 2.3 嵌入式系统的引导代码移植
• 2.4 嵌入式Linux操作系统配置
• 2.4.1 Linux内核特点与配置
• 2.4.2 内核调试方法
• 2.4.3 Linux内核启动流程
• 第三章 流星余迹通信中嵌入式系统驱动程序设计
• 3.1 Linux驱动程序设计概述
• 3.1.1 设备驱动作用与分类
• 3.1.2 Linux内存管理
• 3.2 FPGA与ARM之间接口驱动程序设计
• 3.2.1 中断处理
• 3.2.2 ioctl调用
• 3.2.3 IO内存访问
• 3.2.4 驱动测试程序调试
• 3.3 DSP与ARM之间接口驱动程序设计
• 3.3.1 同步串行通信接口驱动程序设计
• 3.3.2 DMA方式的实现
• 3.3.3 驱动测试程序调试
• 3.4 ARM外围设备的驱动设计
• 3.4.1 串行接口驱动分析与测试
• 3.4.2 串行接口扩展
• 3.4.3 看门狗驱动分析与测试
• 第四章 流星余迹中嵌入式系统应用程序设计
• 4.1 应用程序设计概述
• 4.2 流星余迹通信系统专用数据链路层协议
• 4.3 socket编程
• 4.4 应用程序调试
• 4.5 应用程序自启动运行
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果