PowerPC数据通信系统软件实现

论文摘要

基于PowerPC的数据通信产品日趋广泛。随着各行业测控设备信息化水平的提高,产品向着数字化、智能化、网络化、微型化的方向发展,而大量数据的传输需要新的通信技术作为支撑。在2007年的国家高技术研究发展计划（863计划）重点项目“金属矿地震勘探关键技术与装备”中,地震勘探信号接收节点上的数据需要实时传输至主控机。为解决其数据采集器阵列的控制和数据接收问题,该项目的子课题“金属矿地震仪数据分配器关键技术研究”基于PowerPC设计一套嵌入式数据通信系统,实现地震仪阵列上各数据采集器的地址分配、操作控制及数据转发。本论文以此项目为背景,针对以MPC8349E为CPU的目标板平台,实现PowerPC数据通信系统的软件。结合硬件平台资源,论文完成了启动引导代码U-Boot启动流程分析及移植、基于标准固件IEEE 1275标准的扁平设备树规范分析与编写、Linux内核移植、Ramdisk根文件系统制作、驱动程序开发及金属矿地震仪数据分配器应用程序开发工作,并与地震仪系统联合进行数据传输测试。论文在介绍MPC8349E目标板硬件平台的基础上,讨论了数据通信系统板级支持包的开发方法和流程,分析了U-Boot的源码、扁平设备树规范及PowerPC Linux平台相关代码,详细介绍了PowerPC数据分配器的U-Boot移植、Linux内核移植以及文件系统制作等嵌入式系统的软件实现过程,并在PowerPC Linux平台上实现了金属矿地震仪的数据通信系统软件。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 嵌入式数据通信系统
• 1.2.1 发展现状及技术热点
• 1.2.2 嵌入式处理器
• 1.2.3 嵌入式操作系统
• 1.3 PowerPC的发展与应用
• 1.3.1 PowerPC处理器的发展
• 1.3.2 PowerPC处理器应用
• 1.3.3 基于PowerPC的软件系统开发技术
• 1.4 金属矿地震仪数据分配器系统的通信需求
• 1.5 课题目标和论文内容
• 第二章 硬件平台及开发环境
• 2.1 硬件平台介绍
• 2.1.1 PowerPC处理器特点
• 2.1.2 MPC8349E处理器
• 2.1.3 系统框图
• 2.2 开发环境与工具
• 2.2.1 开发环境概述
• 2.2.2 LTIB
• 2.2.3 ELDK
• 2.2.4 CodeWarrior与USB TAP仿真器
• 2.3 裸板调试
• 2.4 本章小结
• 第三章 U-Boot移植
• 3.1 启动引导代码
• 3.1.1 启动引导代码作用
• 3.1.2 常见启动引导代码
• 3.2 U-Boot介绍
• 3.2.1 U-Boot特性概述
• 3.2.2 U-Boot源码获取
• 3.2.3 U-Boot源码目录架构
• 3.2.4 U-Boot命令
• 3.2.5 启动模式介绍
• 3.3 U-Boot启动分析
• 3.3.1 硬件上电复位流程
• 3.3.2 启动stage1
• 3.3.3 启动stage2
• 3.4 U-Boot移植
• 3.4.1 确定目标板系统的地址映射
• 3.4.2 添加目标板支持文件
• 3.4.3 修改配置文件
• 3.4.4 修改代码
• 3.5 U-Boot编译和烧写
• 3.5.1 镜像编译
• 3.5.2 镜像位置的确定
• 3.5.3 U-Boot镜像烧写
• 3.6 U-Boot测试
• 3.7 本章小结
• 第四章 扁平设备树DTS移植
• 4.1 扁平设备树的起源
• 4.2 扁平设备树概念
• 4.3 扁平设备树存储格式
• 4.3.1 头（header）
• 4.3.2 结构块（structure block）
• 4.3.3 字符串块（Strings block）
• 4.4 设备树源码DTS表示
• 4.4.1 根节点
• 4.4.2 CPU节点
• 4.4.3 系统内存节点
• 4.4.4 /chosen节点
• 4.4.5 片上系统SOC节点
• 4.4.6 其他设备节点
• 4.5 扁平设备树编译
• 4.6 U-Boot相关设置
• 4.7 Linux内核对设备树的解析
• 4.8 镜像下载与测试
• 4.9 本章小结
• 第五章 Linux系统移植
• 5.1 Linux系统
• 5.1.1 Linux内核源码下载
• 5.1.2 内核源码目录结构
• 5.2 内核移植
• 5.2.1 平台相关代码
• 5.2.2 修改编译配置
• 5.2.3 配置编译
• 5.2.4 驱动编写
• 5.3 文件系统制作
• 5.3.1 使用LTIB构建
• 5.3.2 使用BusyBox构建
• 5.4 系统测试
• 5.5 本章小结
• 第六章 分布式地震仪数据分配器系统实现
• 6.1 系统结构
• 6.2 分配器系统应用实现
• 6.2.1 应用程序实现
• 6.2.2 启动脚本修改
• 6.3 系统组成测试
• 6.4 系统控制SSH程序
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 论文的主要成果
• 7.2 不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的学术论文