基于MC68331的嵌入式软件开发平台的设计与实现

论文摘要

嵌入式系统融合了微电子、计算机软／硬件、通信和电子工程等多种技术，广泛应用于航空航天、仪器仪表、工业控制、家用电器、信息家电和3C（Computer、Communication & Control）等领域，是计算机系统的一个应用最为广泛的重要分支。然而，随着嵌入式系统应用领域在广度和深度的不断发展，传统开发模式越来越难以满足开发要求。领域专家习惯的面面俱到的开发模式往往忽视操作系统和软件复用的研究，而计算机学科工程师因为对硬件知识的欠缺又无法在短时间内入行。因此，摸索研究嵌入式系统平台化的开发方法尤为重要。 论文首先从嵌入式系统的基本概念入手，简单论述了使用开发平台进行嵌入式软件开发的必要性及其发展现状和发展趋势；然后，介绍了课题提出的背景以及进行平台开发的硬件配置；并以InterTools交互式开发系统为编译和模拟调试工具，以NOHAU开发机为在线实时调试环境，建立了系统开发环境。 根据系统需求分析，进行了开发平台的体系结构设计，将整个开发平台划分为硬件抽象层、监控调试层和操作系统层三个层次。在此基础上，根据硬件平台的特性完成了硬件抽象层的设计，包括BootLoader程序设计、驱动程序设计和其它硬件特性封装三方面；其次，根据MC68331的特点设计了监控调试层，弥补了MC68331硬件上的一些不足，使嵌入式软件开发摆脱了对专用工具的依赖；最后，在硬件抽象层上移植了嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ，使开发平台能够用于开发一些更复杂的嵌入式系统。 嵌入式软件开发平台的设计采用了三层体系结构，各层之间具有低耦合性，使得开发平台很容易就可以用于不同的硬件平台或者根据实际需要进行修改，具有很好的适应性和开放性。使用本平台进行嵌入式软件开发可以简化程序设计、缩短开发周期、提高开发效率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 选题的背景和意义
• 1.3 国内外发展现状
• 1.3.1 国外科研成果及产品
• 1.3.2 国内科研成果及产品
• 1.4 论文的主要工作
• 第二章 总体设计
• 2.1 OPT智能监控系统简介
• 2.2 微控制器 MC68331概述
• 2.3 开发平台的体系结构设计
• 2.4 系统开发环境的建立
• 2.5 本章小结
• 第三章 硬件抽象层设计
• 3.1 BootLader的设计与实现
• 3.1.1 片级初始化
• 3.1.2 板级初始化
• 3.1.3 系统级初始化
• 3.2 硬件相关的设备驱动的设计
• 3.3 其它硬件相关代码
• 3.4 本章小结
• 第四章 监控调试层设计
• 4.1 监控调试层的功能设计
• 4.2 人机接口
• 4.2.1 命令列表的实现
• 4.2.2 命令行的读入
• 4.2.3 命令行的处理
• 4.3 下载程序
• 4.3.1 S-记录
• 4.3.2 S-记录的处理
• 4.4 显示和修改内存
• 4.5 显示和修改 CPU寄存器
• 4.6 设置断点功能
• 4.6.1 替换指令的选择及被替换指令的保存
• 4.6.2 断点的操作
• 4.7 执行及单步执行被调试代码
• 4.8 汇编与反汇编
• 4.9 本章小结
• 第五章 操作系统层的构建
• 5.1 嵌入式操作系统的选择
• 5.2 μC/OS-Ⅱ的移植条件
• 5.3 μC/OS-Ⅱ在硬件抽象层上的移植
• 5.3.1 INCLUDES.H文件
• CPU.H文件'>5.3.2 OS_CPU.H文件
• CPU_C.C文件'>5.3.3 OS_CPU_C.C文件
• CPU_A.ASM文件'>5.3.4 OS_CPU_A.ASM文件
• CFG.H文件'>5.3.5 OS_CFG.H文件
• 5.4 移植代码的测试
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢