嵌入式Linux下单色LCD驱动程序的研究与开发

摘要

随着计算机技术和通信技术的迅速发展以及Internet的不断扩展，嵌入式系统得到了越来越广泛的应用。由于嵌入式系统的复杂性不断增加，嵌入式操作系统已经成为嵌入式系统中最重要的组成部分。嵌入式Linux是一种适用于嵌入式系统的源码开放的抢占式实时多任务操作系统，是目前嵌入式操作系统领域中的一个研究热点。在嵌入式Linux系统开发中，最为主要的工作是驱动程序的开发。优秀的设备驱动程序可以更好的利用硬件的特性，提高系统的访问效率，改善整个应用系统的性能。 本课题所开发的显示驱动程序主要是应用在铁路编组站手持终端中，实现终端单色液晶显示器(LCD)的显示功能。该手持终端采用了欧洲先进的铁路综合数字移动通信系统(GSM-R)，是编组站通信平台由模拟集群改造为GSM-R网络的关键组成部分。 硬件方面，根据编组站工作环境的特殊要求，课题采用了ARM处理器作为主控制器，并采用单色LCD作为显示单元。在系统方面，首先通过对多种嵌入式操作系统的分析比较，选取了Linux作为终端的操作系统。而后根据终端的具体硬件结构和功能要求，构建了完整的嵌入式操作系统，为后面进一步的程序开发提供了完整的开发环境，构建工作主要包括：嵌入式Linux内核的定制与移植、Bootloader启动程序的移植以及嵌入式根文件系统的建立与移植。在驱动方面，首先分析研究了Linux设备驱动的模型结构，并实现了本显示驱动模块的基本功能如打开、关闭、读写等。而后在对Linux内存管理机制深入分析研究的基础上实现了显存的分配与映射。最后根据所设计的显示单元接口电路，实现了Linux下对ARM GPIO端口的控制，进而通过GPIO端口实现了对LCD显示的控制操作。

目录

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声明

第一章绪论

1.1课题背景和研究内容

1.1.1中国铁路信息化发展

1.1.2 GSM-R系统简介

1.1.3铁路编组站通信系统

1.1.4课题研究的主要内容

1.2相关背景知识概述

1.2.1嵌入式系统

1.2.2 ARM

1.2.3嵌入式软件的基本开发流程

第二章 手持终端的总体设计

2.1S3C2410A处理器介绍

2.2显示单元

2.2.1终端显示要求

2.2.2单、彩色液晶屏的特点及选型

2.2.3TNS-G320200FTDLY-1W单色屏介绍

2.2.4液晶屏与ARM接口设计

2.3操作单元

2.4通信单元

第三章 嵌入式Linux操作系统分析

3.1嵌入式操作系统

3.1.1 VxWorks

3.1.2 Palm OS

3.1.3 Windows CE

3.1.4 Linux

3.1.5四种操作系统对比

3.2 Linux内核体系结构

3.3 Linux进程管理与调度

3.3.1进程描述符

3.3.2进程状态

3.3.3进程创建

3.3.4进程终结

3.3.5进程调度

3.4 Linux内存管理

3.4.1虚拟内存管理

3.4.2内存地址空间划分

第四章 Bootloader及Linux内核移植

4.1 Bootloader

4.1.1 Bootloader介绍

4.1.2 Bootloader启动流程

4.1.3 vivi启动过程分析

4.1.4 ViVi移植

4.2 Linux内核移植

4.2.1 Linux内核代码结构

4.2.2 Linux内核移植

4.3文件系统

4.3.1嵌入式文件系统

4.3.2 Linux根文件系统

4.3.3常见的嵌入式文件系统

4.3.4 Busybox构建根文件系统

第五章 LCD显示驱动开发

5.1 Linux设备驱动程序介绍

5.1.1 Linux设备驱动功能

5.1.2 Linux设备驱动程序特点

5.1.3设备驱动模块加载

5.1.4设备号

5.1.5设备分类

5.2字符型设备驱动结构

5.2.1重要数据结构

5.2.2设备注册与注销

5.2.3设备打开与释放

5.2.4设备的读／写操作

5.3 LCD显示驱动开发设计

5.3.1总体设计

5.3.2帧缓冲(Framebuffer)设备

5.3.3帧缓冲(Framebuffer)设备驱动架构

5.3.4帧缓冲设备驱动层注册

5.3.5帧缓冲内存分配

5.3.6 LCD端口控制

5.3.7显示数据的传输控制

结束语

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢