嵌入式Linux设备驱动程序和引导程序的研究

摘要

本论文工作的硬件环境是以Xscale PXA255为处理器的嵌入式开发板，操作系统采用的是源代码开放的嵌入式Linux。论文在研究了嵌入式操作系统特点和ARM处理器结构的基础上，合适地利用芯片硬件资源，编程实现系统板及其几个接口的功能，发挥了嵌入式操作系统可裁剪性和对硬件接口的管理功能。 论文在分析了Linux内核的基础上，研究了嵌入式Linux设备驱动程序的特点、分类、层次结构、框架、功能和特性等，讨论了与设备驱动程序有关的Linux下的中断机制和相关函数，对Linux下的设备驱动程序设计的基本原理和设计过程进行了详细的分析。实现了该嵌入式开发板的Frame Buffer驱动程序、触摸屏驱动程序和USB驱动程序。 本论文的另一个工作是引导程序的的设计，在详细分析通用PC上Linux操作系统的引导过程和实现过程的基础上，结合嵌入式系统的工作原理，构建并实现了基于Xscale PXA255芯片的系统板的BootLoader引导程序。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景

1.2国内外研究和发展的现状

1.3课题研究的目的和意义

1.4本文主要研究内容及章节安排

第二章嵌入式系统及ARM概述

2.1嵌入式系统概述

2.1.1嵌入式系统的特点和应用

2.1.2嵌入式系统的体系架构和开发过程

2.1.3嵌入式操作系统

2.2 ARM概述

2.2.1 ARM的由来

2.2.2 ARM处理器的工作状态和基本工作模式

2.2.3 ARM状态下的寄存器组织

第三章Linux下设备驱动程序设计的基本原理

3.1 Linux内核简介

3.1.1 Linux内核的定义

3.1.2 Linux内核的功能

3.2 Linux下的设备驱动程序概述

3.2.1设备驱动程序的定义及分类

3.2.2设备驱动程序的层次结构

3.2.3设备驱动程序的框架

3.2.4设备驱动程序的功能和特性

3.3 Linux下的中断机制

3.3.1设备驱动程序中的中断处理的引入

3.3.2 Linux对中断的管理

3.3.3 Linux对中断的处理

第四章嵌入式Linux下的具体设备驱动程序设计

4.1 Xhyper255B开发板资源介绍

4.2嵌入式Linux下的Frame Buffer驱动程序设计

4.2.1 Frame Buffer的定义

4.2.2 Frame Buffer驱动程序的结构及功能

4.2.3 Frame Buffer驱动程序的初始化

4.2.4编写结构体pxafb_info()中函数指针pxafb_ops成员函数

4.2.5 Frame Buffer驱动程序的修改移植

4.3嵌入式Linux下的触摸屏驱动程序设计

4.3.1触摸屏硬件介绍

4.3.2触摸屏驱动程序的功能和流程

4.3.3触摸屏驱动程序主要模块设计

4.4嵌入式Linux下的USB驱动程序设计

4.4.1 USB的拓扑结构和传输类型

4.4.2 Linux下USB驱动程序的层次结构

4.4.3 USB主控制器驱动程序的实现

4.4.4 USB设备驱动程序的实现

第五章嵌入式系统的引导程序的研究

5.1通用PC上的Linux操作系统引导过程分析

5.1.1加载操作系统前的准备工作

5.1.2引导程序加载操作系统

5.2基于嵌入式Xscale PXA255处理器BootLoader的设计

5.2.1嵌入式系统引导原理

5.2.2 BootLoader的设计实现

第六章结束语

致谢

参考文献

硕士在读期间的研究成果