基于嵌入式操作系统的文件系统研究及其在车辆行驶记录仪中的应用

摘要

文中首先给出车辆行驶记录仪概述以及国内外发展情况,推论出研究和开发基于嵌入式操作系统和文件系统的记录仪的需要,并提出研究的重点和方向.然后介绍嵌入式系统,首先介绍了嵌入式系统的设计与实现,然后结合本系统做了较为详细的阐述.并简单介绍实时操作系统和μC/OS实时内核,以及介绍针对ARM7TDMI核的移植方案.介绍对输入/输出部分研究的实现,首先从整体介绍输入/输出系统,然后结合本系统分别介绍了几种输入/输出设备的硬件、软件实现.接下来着重介绍文件系统μMFS设计与实现,首先论证采用嵌入式文件系统的必要性,然后从理论上阐述文件系统原理,详细介绍μMFS的设计与其在NandFlash上的实现,并给出μMFS的应用方法.最后总结了本文的主要研究工作,指出不足以及将来需要做的工作.

目录

文摘

英文文摘

第一章概述

1.1引言

1.2应用于行驶记录仪的嵌入式系统

1.3本文的组织方式

第二章嵌入式系统研究与实现

2.1嵌入式系统概述

2.1.1嵌入式系统定义

2.1 2嵌入式系统历史与发展趋势

2.1 3嵌入式系统组成与特点

2.2嵌入式系统的设计

2 21嵌入式系统的设计过程

2.2.2嵌入式系统硬件及软件的选择

2.3行驶记录仪的设计

2.3.1硬件设计

2.3.2软件设计

2.4 ARM处理器以及S3C44B0X简介

2.4.1ARM处理器简介

2.4.2 ARM开发工具简述

2.4.3三星ARM7TDMI核处理器——S3C44BOX简介

第三章嵌入式实时操作系统-uCOS核

3.1实时操作系统概述

3.1.1操作系统定义

3.1.2实时操作系统定义、特征及关建技术指标

3.1.3实时操作系统核——uCOS

3.2 uCOS微内核简要分析

3.2.1临界段(Critical Sections)

3.2.2任务(Task)

3.2.3任务的状态

3.2.4任务控制块(TaskControlBlocks，OS TCBs)

3.2.5任务调度(Task Scheduling)

3.2.6中断处理

3.2.7时钟节拍

3.2.8 uCOS的初始化和启动

3.3 uCOS的任务管理

3.3.1任务的创建与删除

3.3.2任务堆栈

3.3.3任务的挂起和恢复

3.4任务间通信

3.4.1事件控制块

3.4.2信号量

3.4.3邮箱

3.4.4消息队列

3.5 uCOS在ARM7上的移植

3.5.1移植的条件

3.5.2 uCOS在S3C44BOX上的移植

第四章输入/输出系统简述

4.1输入/输出系统简介

4.1.1输入/输出硬件原理

4.1.2I/O软件原理

4.2存储系统接口

4.2.1NandFlash有硬件接口

4.2.2 NandFlash的软件模块

4.2.3 NandFlash的接口函数

4.3串行通信接口

4.3.1异步串行通信概述

4.3.2异步串行通信的软件模块

4.3.3异步串行通信的接口函数

4.4 BSP的实现

4.4.1 BSP概述

4.4.2编写BSP的步骤

第五章嵌入式文件系统设计与应用

5.1采用嵌入式文件系统的必要性

5.2用户观点的文件系统

5.2.1 文件

5.2.2目录

5.3文件系统实现的几个问题

5.3.1实现文件

5.3.2实现目录

5.3.3存储介质空间管理

5.3.4 文件系统的可靠性问题

5.3.5文件系统性能

5.4基于uCOS的文件系统——uMFS的实现

5.4.1uMFS?

5.4.2 uMFS的结构

5.4.3 uMFS层次说明

5.5块管理层

5.5.1文件系统布局

5.5.2超级块管理

5.5.3块管理

5.5.4块高速缓存

5.5.5对I/O设备驱动的调用

5.6文件管理层

5.6.1 i-节点管理

5.6.2文件描述符管理

5.7应用接口层

5.8基于uMFS的应用

5.8.1使用Shell.操作uMFS

5.8.2基于API的uMFS应用

5.8.3 uMFS的一些限制

第六章结束语

参考文献

发表的论文

致谢