基于SEP4020处理器的EPOS系统软件平台设计与实现

摘要

近年来，嵌入式系统得到飞速的发展，其应用渗透到了各行各业，嵌入式系统成了后PC时代的主导者；同时伴随着经济的发展，金融电子化已成为不可逆转的潮流，EPOS（Electronic Point of Sales，电子收款机）系统在这样的背景下应运而生。在我国，EPOS的市场还处于起步阶段，大多数产品的解决方案往往都继承了市场上现有产品的方案，可扩展性和可移植性都不尽如人意。因此，设计具有通用性的EPOS系统软件平台架构，对于加快EPOS产品的开发与上市时间，以及整个POS应用产业的健康发展就显得十分必要。 本论文以东南大学ASIC工程中心自主研发的嵌入式微处理器SEP4020为核心，构建基于Nucleus实时操作系统的通用EPOS系统软件平台。作为一个通用软件平台，在设计上充分考虑到了系统的可复用性和可扩展性：第一，在底层设备驱动开发方面，将设备驱动与上层应用软件相分离，并建立了基于Nucleus操作系统I/O组件的设备驱动模型，可以方便地向系统中增删设备驱动；第二，软件平台设计方面，在Nucleus的框架下对系统任务进行合理的划分，同时任务调度也易于控制。当需要增加功能，对系统进行二次开发时，只需增加相应的应用任务即可；第三，将嵌入式GUI引入系统的设计，优化了系统中任务间的通信机制。 本文所设计的EPOS软件平台具有较强的实用性、通用性、可扩展性等特点。基于本软件平台，不仅可以应用于目前大多数POS类系统应用软件的设计，而且还可以根据不同应用的需求增加相应功能，快速形成新的应用系统。有利于提高产品的性能和稳定性，缩短软件开发和维护的周期，也为产品快速适应市场的需求打下坚实的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的目的和主要工作

1.4 论文的结构

第二章 EPOS系统需求分析

2.1 EPOS系统背景介绍

2.2 EPOS系统平台需求分析

2.2.1 系统支持主要功能

2.2.2 系统支持的外围设备

2.2.3 系统采用的应用协议

2.3 软件平台设计要求

2.4 本章小结

第三章 EPOS系统整体设计

3.1 系统开发环境

3.2 系统硬件整体设计

3.2.1 嵌入式处理器SEP4020介绍

3.2.2 系统硬件接口设计

3.3 系统软件整体设计

3.3.1 嵌入式系统的软件组成

3.3.2 Nucleus实时操作系统介绍

3.3.3 软件平台的主要工作

3.4 本章小结

第四章 Nucleus操作系统移植

4.1 Nucleus移植概述

4.1.1 Nucleus的文件体系结构

4.1.2 Nucleus启动过程

4.2 Nucleus移植详细过程

4.2.1 BootLoader程序编写

4.2.2 板级支持包

4.3 系统移植测试

4.3.1 测试程序

4.3.2 运行结果

4.4 本章小结

第五章 设备驱动程序设计

5.1 设备驱动开发概述

5.2 Nucleus的设备驱动模块

5.2.1 Nucleus设备驱动访问方式

5.2.2 Nucleus设备管理机制

5.2.3 Nucleus设备驱动的并发控制

5.3 设备驱动模型设计

5.3.1 设备驱动的分类

5.3.2 设备驱动模型的建立

5.3.3 内核修改点

5.4 设备驱动的实例

5.4.1 UART驱动程序设计

5.4.2 磁条卡驱动程序设计

5.5 本章小结

第六章 EPOS系统软件构建

6.1 嵌入式操作系统的引入

6.1.1 传统EPOS系统软件流程

6.1.2 Nucleus RTOS下系统软件开发

6.2 软件平台任务的具体设计

6.2.1 嵌入式GUI的引入

6.2.2 软件平台任务划分

6.2.3 优先级分配

6.2.4 任务间的同步与通信

6.2.5 软件平台整体框架

6.3 关键数据结构的实现

6.4 软件平台的应用实现

6.4.1 “固网支付”系统的实现

6.4.2 “银联直联”系统的实现

6.5 本章小结

第七章 系统功能测试与性能分析

7.1 系统功能测试

7.1.1 功能测试概述

7.1.2 功能测试具体分析

7.1.3 系统功能结果评定

7.2 系统性能分析

7.2.1 系统性能概述

7.2.2 系统性能具体分析

7.2.3 系统性能结果评定

7.3 EPOS系统测试

7.3.1 测试用例

7.3.2 测试依据与内容

7.3.3 测试结果与分析

7.4 本章小结

第八章 总结与展望

8.1 论文工作成果

8.2 进一步工作展望

致谢

参考文献

作者简介及发表论文清单