基于嵌入式Linux和ARM的小型路由器的研究

论文摘要

随着Internet和计算机技术的飞速发展,嵌入式系统呈现巨大的市场需求,成为当今IT产业的焦点之一,其应用领域涉及通信、自动化、信息家电、军事等各个方面。但同时大量的嵌入式应用也对嵌入式设备的性能提出了更高的要求。基于32位RISC处理器的嵌入式技术更能满足嵌入式设备的网络功能需求。网络的不断发展给人们的生活和工作提供了越来越多的便利,家庭网络、办公网络、实验室等小型局域网越来越多,而且随着信息社会的不断发展,各种智能设备都有接入网络的需求。本文就是基于设计一种具有较高性价比的小型路由器来满足小型办公场所或家庭中多台设备上网这样一个思路而提出的。ARM(Advanced RISC Machines)系列32位RISC微处理器,具有许多优异性能,已成为移动通信、手持设备等嵌入式应用领域市场占有率最高的嵌入式CPU。Linux是一种开放源码的操作系统,可应用十多种硬件平台,具有对网络的良好支持、高度模块化和微内核等优点非常适合做嵌入式操作系统。本文具体工作归纳如下:介绍了嵌入式系统的概念和课题背景,包括嵌入式系统组成、特点及其发展;阐述了嵌入式Linux的开发优势和ARM922T内核开发板的架构及其特点;在构建的ARM硬件平台上成功进行了boot loader和嵌入式Linux操作系统的移植;在嵌入式系统开发平台上,构建了路由器,初步实现了IP地址共享、防火墙、web服务器,代理服务等基本功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 课题研究的现状
• 第二章 嵌入式系统概述
• 2.1 嵌入式系统简介
• 2.1.1 嵌入式系统定义
• 2.1.2 嵌入式系统组成
• 2.1.3 嵌入式特点
• 2.2 LINUX操作系统简介
• 2.2.1 Linux的特点
• 2.2.2 Linux作为嵌入式操作系统的优势
• 2.2.3 嵌入式Linux开发中的不足
• 2.3 嵌入式LINUX的应用范围
• 第三章 ARM硬件平台
• 3.1 ARM微处理器概述
• 3.2 ARM922T简介
• 3.2.1 ARM922T编程模型
• 3.2.2 ARM微处理器的指令结构
• 3.2.3 ARM922T的MMU
• 3.3 KS8695芯片结构及特点
• 第四章 嵌入式软件设计及实现
• 4.1 BOOTLOADER原理与移植
• 4.1.1 bootloader概念
• 4.1.2 bootloader的启动模式
• 4.1.3 bootloader主要任务与框架
• 4.2 嵌入式LINUX
• 4.2.1 Linux源码文件组织[1]
• 4.2.2 嵌入式Linux移植需要修改的代码
• 4.3 根文件系统的创建
• 4.4 嵌入式LINUX下WEB SERVER的实现
• 4.5 基于IPTABLE的防火墙
• 4.5.1 防火墙概述
• 4.5.2 IPTable原理
• 4.5.3 IPtable的语法与防火墙设置
• 4.6 路由器NAT的实现
• 4.6.1 Netfilter中的NAT原理
• 4.6.2 典型的NAT技术
• 4.6.3 NAT实现共享上网
• 4.7 SOCKET实现路由器代理
• 4.7.1 Linux下的Socket编程
• 4.7.2 客户端与服务器通信模型
• 4.7.3 应用程序设计
• 第五章 路由技术及路由策略分析
• 5.1 路由技术简介
• 5.2 静态路由-RIP路由-OSPF路由设计的考虑
• 第六章 系统测试
• 6.1 系统开发环境
• 6.1.1 硬件开发环境
• 6.1.2 软件开发环境
• 6.2 运行测试
• 6.2.1 烧写内核
• 6.2.2 测试
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果