基于S3C4510B的嵌入式操作系统装载程序的设计

摘要

目前，嵌入式操作系统已经开始走向应用，嵌入式操作系统具有任务管理、存储器管理、资源管理、事件管理、消息管理、队列管理和中断处理的能力，提供多任务处理，更好的分配系统资源的功能。uClinux在标准的Linux基础上进行了适当的裁剪和优化，形成了一个高度优化的、代码紧凑的嵌入Linux，虽然它的体积很小，但uClinux仍然保留了Linux的大多数的优点：稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、完备的对各种文件系统的支持、以及标准丰富的API等。正是这些优点使uClinux操作系统越来越具有竞争力和发展潜力，因此装载uClinux操作系统已经成为嵌入式操作系统开发和应用的重要手段，而现在的装载操作系统的方法大都是用串口来传输数据，用串口传输操作系统有许多不利因素，其一是传输速度慢，其最大传输速率也只有115200bps，尤其是象linux这种大型操作系统，数据量比较大的时候需要等很长时间。其二就是串口本身的稳定性很差，经常出现传输中断。 本文介绍的系统主要是采用以太网为传输介质，把嵌入式操作系统通过网络传输装载到SDRAM或FLASH中来启动操作系统，以太网的传输速率可以达到100Mb，在传输速度上远远超过串口，而且以太网性能稳定，可以随意热插拔，非常方便，是装载嵌入式操作系统的理想工具。本系统硬件是以一款带有以太网控制器的ARM微处理器S3C4510B为核心，采用传统的RTL8201作为物理层芯片，以及电源电路、调试电路、存储器接口电路所组成。开发语言采用C语言和ADS1.2编译系统，系统模型采用TCP/IP网络模型，各层协议由下至上分别是MAC->IP->UDP->TFTP，系统利用C语言灵活的指针、能直接操作硬件，可移植性好等特点来实现网络的MAC层协议传输，采用数据链表来描述数据帧描述符结构，通过C语言强大的位操作功能来实现对ARM处理器寄存器的操作，从而达到了控制以太网底层传输的目的。程序从IP层协议开始采用的是模块化设计，对数据逐次解包，力求与系统硬件无关，意在加强系统的可移植性。最后通过实验数据总结得出，本系统较传统方法快速、稳定、可移植性好，具有广阔的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1概述

1.2论文研究的意义

1.3论文研究内容

1.3.1研究的主要内容

1.3.2论文的研究目标

2网络基础知识

2.1 OSI参考模型

2.1.1 OSI参考模型的分层结构

2.1.2 OSI 参考模型中各层的作用

2.1.3 OSI 参考模型中的数据封装过程

2.2TCP/IP参考模型

2.2.1 TCP/IP参考模型的层次结构

2.2.2 TCP/IP报文格式

3 S3C4510B处理器基础及其网络接口

3.1 S3C4510B处理器基础

3.1.1 S3C4510B简介

3.1.2 CPU内核概述

3.1.3S3C4510B的系统管理器

3.2网络接口芯片RTL8201

3.3以太网控制器原理

3.3.1控制器简介

3.3.2以太网控制器特殊功能寄存器

4系统硬件实现描述

4.1 电源电路

4.2晶体振荡器电路

4.3复位电路

4.4JTAG接口电路

4.5FLASH存储器模块

4.6 SDRAM模块

4.7以太网接口模块

5网络装载程序的设计与原理

5.1以太网控制器的内部工作原理

5.1.1 MAC部分工作原理

5.1.2 BDMA部分工作原理

5.2主机到网络层驱动程序

5.2.1程序设计思想与数据结构

5.2.2底层驱动程序代码分析

5.3上层引导程序结构

5.3.1 TFTP协议简介

5.3.2传输层与网络互连层程序架构

5.3.3 TFTP协议的具体实现

5.4程序测试结果

6结论

参考文献

致 谢