基于S3C2410的嵌入式Linux车载导航平台设计与实现

摘要

车载导航系统属于智能交通的研究范畴，它借助GPS定位信号和车载电子地图对车辆进行实时的导航。随着我国汽车工业的快速发展，车载导航产品的市场需求是非常巨大的。它的开发必将成为未来嵌入式领域的一个研究热点。本课题研究了基于S3C2410的嵌入式Linux车载导航平台，对其硬件和软件实现作了较深入的探讨。 硬件平台完全由自主搭建，S3C2410处理器芯片良好的性价比可以实现本课题的功能。选用Linux2.6操作系统，它是一种开源免费并且较为成熟的嵌入式操作系统，因此基于此系统的车载导航产品必将具有很好的市场竞争潜力。论文首先介绍了嵌入式系统的一些基本概念，然后对系统的整体硬件设计以及各个主要硬件模块的芯片选型、接口设计都做了比较详细的阐述。在开发环境方面，本课题有别于一般的设计方式，讨论了两种交叉编译环境的建立方法。U.'boot的移植方面，经过改造实现了从NAND Flash启动的目标，这也是本课题的一个创新点。Linux 2.6内核移植方面，根据实际项目需求进行了合理的裁减。论文详述了本系统所用网口芯片驱动程序的开发过程。上层导航应用程序开发部分，基于PC机开发了一款导航应用程序并移植到嵌入式系统平台上。 最后，平台不但实现了接收GPS信号进行实时定位、最短路径规划、模拟导航、查询道路的功能，还实现了部分音视频的播放功能。实验证明，系统平台设计可行，经过进一步完善后可以运用于实际车载导航。

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相关技术概论

1.2.1嵌入式系统概述

1.2.2嵌入式系统的组成

1.2.3嵌入式操作系统

1.2.4 GPS导航技术介绍

1.3本文主要内容和作者完成的主要工作

第二章系统硬件设计

2.1硬件系统整体设计

2.2应用处理器的选择

2.3时钟和电源管理模块

2.3.1时钟模块

2.3.2电源管理

2.4系统管理器

2.4.1存储空间的格式

2.4.2寻址空间

2.5基于HY57V561620CT芯片的数据存储器设计

2.6基于K9F1208UOB芯片的程序存储器设计

2.7基于CS8900A芯片的以太网接口电路设计

2.8基于UDA1341TS芯片的IIS接口设计

2.9其它外部接口电路设计

2.9.1中断控制器

2.9.2串口UART

2.9.3 USB Host/Device接口

2.9.4 SD-Card接口

2.9.5 LCD液晶显示接口

2.9.6 JTAG仿真接口

2.10本章小节

第三章嵌入式Linux平台开发环境的建立

3.1嵌入式Linux应用程序开发步骤

3.1.1构建开发环境

3.2本课题Linux平台开发环境的搭建

3.2.1 Fedora Core 5上的设置

3.2.2 Crosstool交叉编译工具链的建立

3.2.3 Buildroot交叉编译工具链的建立

3.3本章小节

第四章系统软件平台的构建

4.1 Bootloader选择分析

4.2 U-Boot简介

4.3 Bootloader的工作原理

4.4 U-Boot的移植过程分析

4.4.1实现U-boot对NAND Flash的读写操作

4.4.2实现U-boot从NAND Flash启动

4.4.3 U-boot其它部分修改

4.5 Linux 2.6内核移植

4.5.1 Linux 2.6内核结构

4.5.2 Linux 2.6内核移植过程

4.6根文件系统的建立

4.7 NAND Flash分区表的添加

4.8本章小节

第五章驱动程序开发

5.1 Linux设备驱动概述

5.2 Linux网络设备驱动程序简介

5.3设备驱动模块化编程

5.4 CS8900A网口驱动程序开发

5.4.1内核驱动程序接口函数

5.4.2几种重要的数据结构

5.4.3驱动程序具体函数的编写

5.5驱动程序加载到内核

5.6 FrameBuffer驱动的移植

5.7本章小节

第六章导航应用程序设计

6.1导航应用程序的设计思路

6.1.1导航电子地图数据

6.1.2坐标转换库的选择

6.1.3图形用户界面的选择

6.2导航应用程序的开发

6.2.1最短路径规划算法的实现

6.2.2模拟导航功能的实现

6.3 GPS信号接收和处理

6.3.1 Linux串口通信原理

6.3.2 GPS信号的处理

6.4本章小节

第七章总结与展望

7.1总结

7.2今后工作的展望

参考文献

作者攻读学位期间公开发表的论文

附录

致谢