基于ARM9的嵌入式Linux手持平台设计与实现

摘要

近年来随着信息技术和嵌入式技术的飞速发展，嵌入式手持设备在越来越多的领域发挥着重要的作用。因此，构建一个性能稳定、持续工作时间长、完善数据接口的手持式设备平台成为了当今一个比较热门的技术领域。本文以RFID手持读卡终端的设计与应用为背景，在对该类手持式设备的调研和分析的基础上，对手持设备的国内外发展现状以及优缺点进行分析，论述了项目立题的理由，最终根据项目需要提出了ARM+Linux的嵌入式平台设计方案。该平台可以作为嵌入式手持设备的二次开发平台，为实际应用提供了很好的开发起点。文章始终以嵌入式系统的设计为主线，在讨论了系统的选型与构成之后，详细描述了系统的硬件平台设计和软件平台的构建。嵌入式微处理器是嵌入式系统的核心，而嵌入式操作系统是嵌入式系统灵魂。 本文首先介绍了ARM处理器的体系结构与编程模型，描述了主控模块、通信接口、人机接口、RFID模块以及电源模块等主要部分的硬件电路设计，并一一阐述了各主控制芯片的特性以及设计原理，其中重点分析了手持设备中比较关心的电源管理方案，并采用超大容量的锂离子聚合物电池，能够长时间保持系统在线运行。在软件设计和开发方案上，采用了高度模块化和易于向其他平台移植的嵌入式Linux操作系统，详细描述了构建嵌入式Linux系统软件平台的各个步骤，包括建立交叉开发环境、完成启动引导代码vivi在本平台的移植；我们选择了Linux2.6.24内核作为平台的操作系统，全面介绍了Linux内核的移植过程，在对内核驱动模型有一定掌握的基础上，实现了对LCD触摸屏、声卡驱动的移植；完成了根文件系统的制作。在应用程序方面，我们选择了QT/Embedded+Qtopia的方案来构建平台的图形界面系统，编写RFID读卡应用程序。最终完成对整个嵌入式手持平台的搭建，并对整个系统进行了测试。论文的结尾部分对本文的研究成果和存在的不足进行了总结和分析，为进一步研究提出展望。