基于嵌入式的AIS硬件测试系统开发

摘要

船载AIS(自动识别系统)是工作在甚高频频段，采用GMSK调制方式，利用自组织时分多址接入方式，可自动接收和发射船舶的静态和动态信息，从而实现船舶的自动识别、监视和通信的系统，能够大大提高海上航行的安全性和效率，因此AIS在海上航行中发挥着越来越重要的作用。
　　 目前国内关于船载AIS设备性能的系统化检测产品还相对比较匮乏，本设计就是针对船载AIS电台硬件平台所开发的测试系统，利用该测试系统可以检测AIS电台的硬件工作情况和整体性能，并对产品故障进行诊断，大大方便了产品的检测和维护。该测试系统以ARM和DSP为核心处理芯片，其中ARM主要负责整个测试系统测试过程的控制，用户指令的接收、反馈数据的接收、测试结果的判定、底层数据库的操作以及测试结果的显示等任务。DSP主要负责激励信号的产生，模拟信号的采集、处理等任务。ARM嵌入式软件开发主要包括运行环境构建、外围接口JTAG(Joint TestActionGroup)、EHPI(高级主机接口)、反馈接口等驱动程序设计、顶层MiniGUI人机交互界面设计、测试整体控制部分设计和底层的数据库操作。
　　 由于Vivi传输功能的不足，本设计在Vivi中添加了TFTP(Trivial File Transfer Protocol)网络文件传输功能，有效提高了Vivi的文件传输能力，并且按照JTAG边界扫描协议，在Linux系统下实现了FPGA的JTAG下载器，大大方便了Linux系统下对FPGA的在线调试。同时该测试系统将虚拟仪器技术融入其中，通过对性能优良的示波器和频谱仪等设备进行远程控制来采集测试数据，提高了测试的精确度。该测试系统基于嵌入式系统，充分利用ARM和DSP的优势，相比于传统的测试产品具有小巧、方便、移动性强等特点，具有实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题背景和发展状况

1.2课题意义

1.3本课题研究的主要内容

第二章AIS硬件测试系统概述

2.1船载AIS系统介绍

2.2测试系统介绍

2.2.1测试系统的整体结构

2.2.2测试流程

2.2.3测试方法

2.2.4 ARM开发平台简介

2.3嵌入式软件开发概述

第三章嵌入式运行环境构建

3.1运行环境选取

3.1.1 Boot-loader(引导加载程序)选取

3.1.2内核选取

3.1.3文件系统选取

3.2运行环境构建

3.2.1 Vivi基本结构

3.2.2 Vivi移植过程

3.2.3 Vivi中TFTP功能的添加

第四章外围接口模块设计

4.1 Linux系统设备驱动简介

4.1.1设备驱动概述

4.1.2内核与驱动接口映射

4.2测试平台接口驱动实现

4.2.1驱动程序的基本开发流程

4.2.2 JTAG驱动程序实现

4.2.3 EHPI驱动实现

4.3 JTAG下载器实现

4.3.1 JTAG基本原理

4.3.2 JTAG下载器

第五章顶层交互界面设计

5.1嵌入式GUI简介及对比

5.2 MiniGUI的安装与移植

5.2.1编译安装MiniGUI库

5.2.2 MiniGU资源安装

5.2.3 MiniGUI移植

5.2.4 MiniGUI应用程序编译

5.3测试平台的MiniGUI界面设计

5.3.1主窗口界面的实现

5.3.2主对话框实现

5.3.3电压测试子对话框实现

5.3.4 FPGA测试子对话框

5.3.5 DSP测试子对话框

5.3.6串口测试子对话框

5.3.7模拟信号测试

第六章控制部分设计及测试结果

6.1数据库Sqlite开发

6.1.1 Sqlite嵌入式数据库简介

6.1.2测试平台数据库建立

6.2船载AIS硬件平台测试

6.2.1电压测试

6.2.2 FPGA模块测试

6.2.3 DSP模块测试

6.2.4串口测试

6.2.5模拟信号测试

6.2.6射频信号测试

6.2.7 MiniGUI运行界面显示

第七章总结与展望

参考文献

致 谢