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嵌入式设备

嵌入式系统由硬件和软件组成.是能够独立进行运作的器件。其软件内容只包括软件运行环境及其操作系统。硬件内容包括信号处理器、存储器、通信模块等在内的多方面的内容。相比于一般的计算机处理系统而言,嵌入式系统存在较大的差异性,它不能实现大容量的存储功能,因为没有与之相匹配的大容量介质,大部分采用的存储介质有E-PROM、EEPROM等,软件部分以API编程接口作为开发平台的核心。[1]
  • 基于ARM和uCOS-Ⅱ嵌入式平台的NAND Flash存储驱动系统设计

    随着现代计算机技术和互联网技术的飞速发展,嵌入式系统成为了当前信息行业最热门的焦点之一。ARM以其高性能低功耗的特点成为目前主流的32位嵌入式处理器而在数码产品中广泛使用,随着数码相机的普及,数码相框产品得到推广,数码相框通过一个液晶的屏幕显示数码照片而非纸质照片,数码相框比普通相框更灵活多变,也给现在日益使用的数码相片一个新的展示空间。在嵌入式操作系统方面,uC/OS—Ⅱ凭借其小内核、多任务、丰富的系统服务、容易使用以及源码公开等特点被嵌入式系统开发者广泛用在各种嵌入式设备开发中。uC/FS嵌入式文件系统由于稳定性,可移植性以及与uC/OS—Ⅱ内核的相兼容被广泛用在基于uC/OS—Ⅱ的嵌入式系统开发中。NAND Flash存储器由于其大容量数据存储、高速存取速度、易于擦除和重写、功耗小等特点被广泛应用于便携式电子设备的数据存储、嵌入式系统的程序存储载体中。 本论文的硬件工作平台是艾科公司研发的数码相框芯片方案ARK1600,该平台集成了嵌入式系统设计所需的相关硬件模块。本论文的主要设计目标是在该平台上实现NAND Flash存储设备驱动的系统级方案,即在ARK1600平台上通过构建uC/OS—Ⅱ操作系统以及uC/FS文件系统来实现NAND Flash设备驱动挂接。本论文是在Windows环境下通过ARM ADS实现代码的编译,通过Multi—ICE进行前期调试以及USB—Debug进行后期的系统整合调试。 本论文的主要研究工作具体涉及以下三个的方面:首先研究了ARM相关构架以及uC/OS—Ⅱ操作系统的特点,并在此基础上移植uC/OS—Ⅱ操作系统到ARK1600平台,分析ARK1600硬件体系结构的基础上详细分析了BootLoader的相关概念,并重点阐述了NAND BootLoader程序设计与实现过程;其次在文件系统方面,本论文成功移植uC/FS嵌入式文件系统到ARK1600平台,在移植的过程中采用了动态文件缓冲区算法提高了该文件系统的数据传输效率;最后重点讨论了NAND Flash驱动在ARK1600的实现,主要分析了NAND Flash的数据存储结构,并从物理层,逻辑层和文件系统接口层三个方面具体分析了NAND Flash驱动程序的实现,并在NAND Flash逻辑层驱动实现时通过采用坏块处理表算法实现了NAND的磨损均衡问题。

    标签: Flash uCOS NAND ARM

    上传时间: 2013-07-31

    上传用户:xcy122677

  • 基于ARM嵌入式系统的网络传输应用与研究

    以嵌入式微处理器和嵌入式操作系统为核心的嵌入式技术,已在很多领域得到了广泛的应用。由于互联网的应用日益普及,信息共享的程度不断提高,传统的串行通讯和并行通讯方式的缺点日益凸出,嵌入式设备的网络化已经成为网络发展的必然趋势。Forrester Research的研究显示,到2010年,将有95%的连网设备不再是传统的计算机,而是带网络功能的嵌入式系统。 本文根据在PC104系统下实现网络通信功能的成功案例,构建了基于ARM7微处理器和uCLinux操作系统的实验平台,完成了网络接口设计,并实现了嵌入式系统的网络通信功能。 本文采用PHILIPS公司的LPC2210微控制器作为主控芯片,采用高度集成的以太网芯片RTL8019AS作为网络接口。选择Linux操作系统进行裁剪和移植,分析并实现了嵌入式TCP/IP协议栈。编写了底层网络驱动程序,实现了嵌入式硬件平台和PCLinux系统之间的基于网络的数据传输;同时实现了嵌入式系统同WindowsXP系统之间的基于网络的数据传输;通过对比实验,对网络数据传输协议和算法进行了研究和优化,完善了ARM嵌入式系统的网络功能。 大量的数据传输及可靠性测试实验表明,本文所设计的嵌入式系统网络功能在可靠性、可用性及操作方便性方面都达到了预期的目标,具有实际的应用价值!

    标签: ARM 嵌入式系统 网络传输

    上传时间: 2013-07-19

    上传用户:zzy7826

  • 基于ARM嵌入式Linux的网络化监控采集系统的设计与实现

    目前,嵌入式系统在工业控制和智能家电等众多领域得到了广泛的应用。但同时大量的嵌入式应用也对嵌入式设备的性能和功能提出了更高的要求。随着国内嵌入式应用领域的发展,ARM芯片以其高性能、低功耗、低成本的优势获得了广泛的重视和应用。嵌入式Linux是在标准Linux基础上,经过适当地简化(裁剪),然后加入一些特定的功能,形成的一个精巧的、高效的、满足特定应用需求地专用(定制)操作系统,它具有用户可裁剪、可配置的特点。在各种嵌入式操作系统中,嵌入式Linux凭借其内核结构优良、功能强大、高性能、稳定性好以及源代码开放等方面的优势,成为了嵌入式系统领域应用中的技术热点。本论文设计了以嵌入式微处理器和嵌入式操作系统为核心的系统,并在这个平台上实现了应用软件,构建了一个嵌入式的数据采集和发布系统,可以对设备数据进行串口采集,并利用因特网进行发布和控制操作。 为了实现这些功能,本文选用了Cirrus Logic公司的EP9302(ARM920T)作为系统的核心,以源代码开放的经过裁剪配置的嵌入式Linux为软件平台,设计了应用软件的设备数据采集、数据分析、数据交换网关模块,实现了网页服务器GoAhead移植,并完成了GoAhead服务器支持的自己的ASP页面以及后台函数的编写,并在此基础上研究了系统为保证可靠性而采取的一些措施。在整个系统的设计过程中充分发挥了嵌入式Linux的可移植性好、源代码公开、开发成本低的优点,解决了软件移植和设计编写、提高系统可靠性等的一系列关键性问题。 本嵌入式系统采集平台的用途是实时采集被监控设备的当前运行状况信息,使用户能够远程通过网页浏览器及时掌握被监控设备的运行状况,在必要时刻根据需要能够对设备进行相关控制操作和设置相关运行参数,以便能够控制被监控设备的运行方式。本论文设计的嵌入式数据采集、发布系统可以在类似远程数据控制的系统中得到广泛应用。

    标签: Linux ARM 嵌入式 网络

    上传时间: 2013-05-27

    上传用户:kgylah

  • 基于ARM的嵌入式Web服务器的研究与实现

    近年来,随着嵌入式系统的快速发展,越来越多的嵌入式设备被用于工业控制、智能家居等领域。同时伴随着网络技术的发展,嵌入式设备通过网络接入局域网或者Internet已经逐步成为发展的趋势。通过在嵌入式设备中内置Web服务器,用户可以在任何一台联网的计算机上通过浏览器来获取设备的信息,用户还可以通过网络对设备进行配置和管理。因此研究和开发嵌入式Web服务器具有重要的实际意义和应用价值。 本文在S3C44BOX开发板上使用μClinux操作系统作为开发平台,开发并实现了嵌入式Web服务器。文中提出了2种实现方案,一种是基于boa的嵌入式Web服务器,所做的主要工作是boa在gClinux中的移植和CGI的编写,在此基础上实现了动、静态页面的生成和简单的控制功能。另一种方案是基于HTTP协议和socket编程所开发的嵌入式Web服务器,在此方案中实现了HTTP协议的GET和POST请求方式,能够生成简单的动态页面,实现了历史数据的保存功能,还能够根据用户在浏览器端的请求进行相应的控制和管理。 论文首先对嵌入式Web服务器的体系结构进行了分析,然后介绍了S3C44BOX硬件开发平台,并分析了bootloader的基本原理和实现过程。随后对μClinux操作系统的特点和网卡驱动程序进行了分析,并着重介绍了μClinux的移植过程。在第五章,论文详细分析了TCP/IP和HTTP的原理和工作机制,并介绍了Web服务器中CGI的工作原理,最后分析了boa服务器的移植和CGI程序的编写以及Web服务器的测试等。在第六章,在HTTP协议分析和网络编程的基础上,提出了嵌入式Web服务器的设计思想、程序流程图,重点分析了Web服务器主程序流程、动态页面的生成、历史数据查询的实现等,也分析了Web服务器中各种控制功能的实现流程,最后给出了Web服务器的测试结果。

    标签: ARM Web 嵌入式 服务器

    上传时间: 2013-05-17

    上传用户:ice_qi

  • 基于ARM的嵌入式系统设计

    嵌入式系统是为了专用目的内建到产品内部,实现控制、管理、通信等功能的计算机电路与软件的集合体。随着Internet的发展和后PC时代的到来,嵌入式系统的应用越来越广泛。目前嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一,嵌入式产品已经在IT产业中占有很大的比重,同时大量的嵌入式应用也对嵌入式设备的性能和功能提出了更高的要求。 随着国内嵌入式应用的发展,ARM因其高性能、低功耗、低成本而成为移动通信、便携设备、消费与图像应用等嵌入式产品的首选。Linux是使用最广泛的操作系统,它能运行在包括ARM在内的所有主要处理器架构上。清晰的结构与开放的源码使Linux成为一个非常具有活力,节奏明快的操作系统。近年来对嵌入式Linux的研究正进行得如火如荼,并获得了长足的进步。基于ARM与IJnux的嵌入式技术已经成为当前嵌入式领域研究的一个亮点,应该被广泛重视和应用。 本设计的目的正是建立一个完整的基于ARM9核心处理器和嵌入式IJnux操作系统的嵌入式开发平台,为嵌入式系统开发提供一个完整的软硬件环境。 论文的背景是教研室的嵌入式图像处理应用项目。作者在项目中承担嵌入式系统主板、LCD驱动板、BootLoader软件、LCD及键盘驱动程序设计任务。因此本论文将研究如何构建一个完整的、性能优良的ARM嵌入式系统。论文首先介绍了嵌入式系统的基本概念、嵌入式系统的发展过程,然后进行功能分析和总体设计,分析嵌入式系统设计关键性问题,包括系统框架的设计、开发流程和开发原则以及对于嵌入式处理器和操作系统的选择,这对基于嵌入式平台的嵌入式应用系统设计具有普遍意义。随后我们将重点论述基于ARM的嵌入式硬件平台的设计、Linux操作系统内核的定制和交叉编译、BootLoader、Linux驱动程序的开发过程。最后,总结了本文的主要研究工作,并结合当今信息产业的先进技术对该开发平台做了展望。 论文提出的基于嵌入式平台的应用系统潜力非常巨大,有待进一步的研究和探索。

    标签: ARM 嵌入式系统设计

    上传时间: 2013-06-18

    上传用户:cknck

  • 嵌入式TCPIP协议的FPGA实现

    随着Internet的不断发展,人们希望日常生活中所用到的嵌入式设备都能够很方便地实现Intemet接入,这对嵌入式系统设计提出了新的挑战,要求低成本、多功能、高性能。这些是目前嵌入式系统设计的热点。 可编程逻辑器件FPGA在过去的几十年中取得了飞速发展,从最初的几千门到现在的几百万门,可靠性与集成度不断提高,而功耗和成本却在不断降低,具有很高的性价比。再加上开发周期短、对开发人员的要求相对较低的优点,因此被大量应用于嵌入式系统设计中。 本文是基于FPGA高性价比、可灵活配置的特点,也是当前流行的“微控制器+FPGA”的嵌入式系统设计方式,所以我们提出了基于FPGA的实现方案。本文通过在FPGA中硬件实现嵌入式TCP/IP协议(包括UDP、IP、ARP、TCP等网络协议)以及以太网MAC协议,并提供标准MII接口,通过外接PHY实现网络连接。最终成功地通过了验证。 基于FPGA的实现可以有效地降低成本,同时可以在其中集成其他功能模块,提高整个系统的集成度,减小PCB版图面积和布线复杂度,有利于提高系统可靠性。因此,本研究课题对嵌入式系统设计有很大的实用价值。

    标签: TCPIP FPGA 嵌入式 协议

    上传时间: 2013-07-08

    上传用户:450976175

  • 基于ARM及uClinux的嵌入式Web服务器

    随着嵌入式技术和网络技术的发展,通过嵌入Web服务器来管理和控制设备成为嵌入式设备管理的一种发展趋势。越来越多的嵌入式系统将Web服务器引入其中,可方便有效地管理这些挂接在网络上的嵌入式设备,用户可以使用浏览器通过互联网来控制它们。本文所设计的嵌入式Web服务器就是基于HTTP协议和TCP/IP协议上的一种界面友好的Web服务器。 本文首先介绍了嵌入式Web系统的基本概念、历史和发展状况,同时阐述了设计及实现嵌入式Web服务器的关键技术和相关的理论基础。然后介绍了本系统的软硬件开发平台及其建立:选择了一款具有优秀网络性能并且开源的操作系统—uClinux,为其在宿主机上搭建开发和编译环境,并介绍了如何进行内核配置;确定使用以S3C44BOX为处理器的开发平台为系统硬件平台,并提出了嵌入式Web服务器的实现方案。本系统在boa服务器的基础上实现了动态Web技术,完成了真正的人机交互功能,用户可以通过Web浏览器监控嵌入式设备。为了实现用户对嵌入式产品数据进行更有效的管理,在基于ARM的嵌入式Web服务器中内嵌一小型数据库sqlite,用户能够借此在嵌入式产品中方便地插入、删除或修改数据,在服务器端应用程序中调用数据库提供的API函数完成服务器对数据库的访问与更新,进一步扩展嵌入式Web服务器的功能。为了使所设计的嵌入式Web服务器能动态保存少量的数据,本文对uClinux系统进行了适当的改动,实现了一个可读写的文件系统,使JFFS2文件系统在嵌入式Web服务器中得到应用。文章最后将该嵌入式Web服务器应用于智能家居管理,给出了智能家居管理数据库的设计及实现,并探讨了该嵌入式Web服务器潜在的应用前景。

    标签: uClinux ARM Web 嵌入式

    上传时间: 2013-07-29

    上传用户:shuiyuehen1987

  • 一种嵌入式软件版本信息获取方法设计与实现

    为了定位嵌入式设备当前运行软件的版本,设计了一种获取嵌入式软件版本信息的方法,首先设计电路实现按键检测和LED驱动复用IO脚,当IO脚为输入方向时,通过IO状态的读取可以检测按键的按下和弹起状态,当IO脚为输出方向时,可以设置高低电平实现LED的亮灭控制。具体应用时,首先设置IO脚为输入方向,周期检测按键操作,检测到有效的按键按下操作后,当按键弹起时将IO脚设置为输出方向,以PWM的方式驱动LED,通过不同的闪烁频率、间歇时间和闪烁次数进行软件版本的显示。

    标签: 嵌入式软件 版本

    上传时间: 2013-10-17

    上传用户:waixingren

  • 华恒科技嵌入式技术打造智能家居

    华恒科技基于业界最流行的ARM、ADSP、PowerPC、Coldfire等系列嵌入式处理器,不断为各种行业引进嵌入式Linux技术,相继支持WinCE﹑eCos、uC-OSII等多种嵌入式操作系统,持续拓展嵌入式设备应用、提供嵌入式产品开发的平台及解决方案。目前华恒科技已经成为国内自主研发产品种类最丰富、行业影响最大的嵌入式技术提供商。 面对智能家居应用市场,华恒科技作为业界领先的嵌入式技术开发商、ODM/OEM服务商,可以提供各类嵌入式智能家居应用参考设计和解决方案,满足不同开发厂商的需求,协助开发商实现和推出拥有竞争力的嵌入式智能家居产品。 同时,相关技术也具有较强的通用性和良好的兼容性,可以广泛应用到通信、交通、工控、安防、环保、广告等多个行业。

    标签: 华恒科技 嵌入式技术 智能家居

    上传时间: 2013-11-05

    上传用户:源弋弋

  • 嵌入式LINUX 电子教程全集

    嵌入式LINUX  电子教程全集 嵌入式系统出现于60年代晚期,它最初被用于控制机电电话交换机,如今已被广泛的应用于工业制造、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等众多领域。计算机系统核心CPU,每年在全球范围内的产量大概在二十亿颗左右,其中超过80%应用于各类专用性很强的嵌入式系统。一般的说,凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。   1. 嵌入式Linux系统就是利用Linux其自身的许多特点,把它应用到嵌入式系统里。   Linux做嵌入式的优势,首先,Linux是开放源代码的,不存在黑箱技术,遍布全球的众多Linux爱好者又是Linux开发者的强大技术支持;其次,Linux的内核小、效率高,内核的更新速度很快,linux是可以定制的,其系统内核最小只有约134KB。第三,Linux是免费的OS,在价格上极具竞争力。 Linux还有着嵌入式操作系统所需要的很多特色,突出的就是Linux适应于多种CPU和多种硬件平台,是一个跨平台的系统。到目前为止,它可以支持二三十种CPU。而且性能稳定,裁剪性很好,开发和使用都很容易。很多CPU包括家电业芯片,都开始做Linux的平台移植工作。移植的速度远远超过Java的开发环境。也就是说,如果今天用Linux环境开发产品,那么将来换CPU就不会遇到困扰。同时,Linux内核的结构在网络方面是非常完整的,Linux对网络中最常用的TCP/IP协议有最完备的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的以太网络,以及无线网络,Toker ring(令牌环网)、光纤甚至卫星的支持。所以Linux很适于做信息家电的开发。   还有使用Linux为的是来开发无线连接产品的开发者越来越多。Linux在快速增长的无线连接应用主场中有一个非常重要的优势,就是有足够快的开发速度。这是因为LInux有很多工具,并且Linux为众多程序员所熟悉。因此,我们要在嵌入式系统中使用Linux操作系统。   Linux的大小适合嵌入式操作系统——Linux固有的模块性,适应性和可配置性,使得这很容易做到。另外,Linux源码的实用性和成千上万的程序员热切其望它用于无数的嵌入式应用软件中,导致很多嵌入式Linux的出现,包括:Embedix,ETLinux,LEM,Linux Router Project,LOAF,uCLinux,muLinux,ThinLinux,FirePlug,Linux和PizzaBox Linux   相对,Linux的图形界面还相对较弱,但近年Linux的图形界面发展也很快,这也就不是问题。   2. 什么是嵌入式Linux   嵌入式linux 是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改,使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。嵌入式linux既继承了Interlnet上无限的开放源代码资源,又具有嵌入式操作系统的特性。嵌入式Linux的特点是版权费免费;购买费用媒介成本技术支持全世界的自由软件开发者提供支持网络特性免费,而且性能优异,软件移植容易,代码开放,有许多应用软件支持,应用产品开发周期短,新产品上市迅速,因为有许多公开的代码可以参考和移植,实时性能RT_Linux Hardhat Linux 等嵌入式Linux支持,实时性能稳定性好安全性好。   3. 嵌入式Linux有巨大的市场前景和商业机会,出现了大量的专业公司和产品,如Montavista Lineo Emi等,有行业协会如Embedded Linux Consortum等,得到世界著名计算机公司和OEM板级厂商的支持,例如IBM Motorola Intel等。传统的嵌入式系统厂商也采用了Linux策略,如Lynxworks Windriver QNX等,还有Internet上的大量嵌入式Linux爱好者的支持。嵌入式Linux支持几乎所有的嵌入式CPU和被移植到几乎所有的嵌入式OEM板。   4.嵌入式Linux的应用领域非常广泛,主要的应用领域有信息家电、PDA 、机顶盒、Digital Telephone、Answering Machine、Screen Phone 、数据网络、Ethernet Switches、Router、Bridge、Hub、Remote access servers、ATM、Frame relay 、远程通信、医疗电子、交通运输计算机外设、工业控制、航空航天领域等。   5.如果分别让10位工程师给出嵌入式系统的定义,将得到10个不同的答案。一般来说,大部分的嵌入式系统执行特定的任务。我们假定最简单的嵌入式系统包括输入/输出功能,以及一些控制逻辑,该系统基于它的配置执行某些类型的功能。按照这个标准,可以认为一个包含实现控制逻辑74123计数器以及一个状态是一个嵌入式系统。也许可以补充说,该系统必须可通过存储在固件中的软件进行编程。这个新的嵌入式系统定义包括输入/输出(I/O),以及存储在系统固件中的控制逻辑。一个带有鼠标、键盘、网络连接并运行图形用户界面(GUI,graphical user interface)多任务操作系统的桌面计算机显然满足这些要求,但我们能认为它是一个嵌入式系统吗?   如果桌面计算机不是一个嵌入式系统,那么手持设备呢?它们有I/O功能,可以运行存储在固件中的控制逻辑。有人说,桌面计算机和手持设备都有通用计算机设备,可以运行软件来执行许多不同的任务,与之不同的是,嵌入式系统(例如,洗碗机控制器或飞行导航系统)主要是为特定任务而设计的。这种特定的功能限定使嵌入式设备有功能上的唯一性。如果是这样,为什么一些嵌入式系统设计成具有附加的功能,如存储在非易失性存储器中的程序,并且具有运行可以完成原始设计范围之外的任务的多任务操作系统的能力呢?   在过去,区分嵌入式系统和通用计算机比现在简单的多。例如,可以很容易地区分出一个基于8051的T1分幅卡嵌入式系统和一台Sun UNIX工作站。而现在,从功能方面很难区分一台Sun工作站和一个包含PowerPC以及32MB内存和16MB闪存的机顶盒。这样的机顶盒可以运行带GUI的多任务操作系统,可现场升级,可以同时运行多个程序(如视频控制器、数字录像和Java虚拟机),还可以进行安全的因特网在线交易。很难判断这种机顶盒是否是一个嵌入式系统。显然,硬件性能的提升和价格的下降使通用计算机和嵌入式系统之间的界限变得很模糊,技术的进步使得我们很难定义什么是嵌入式。

    标签: LINUX 嵌入式 电子教程

    上传时间: 2014-12-30

    上传用户:ljt101007