基于OMAP处理器的示波器软件平台研究

摘要

随着通信技术和电子行业地不断发展，数字示波器作为电子测试测量仪器，在其测量领域里扮演着越来越重要的角色，在示波器的功能、性能指标以及人机交互上提出了更高的要求。
　　在国内外中低端示波器的研发上，大多数采用DSP+FPGA或者ARM+FPGA的核心构架，本课题结合了这两种构架的各自优点，采用了ARM+DSP+FPGA核心构架，处理器使用TI高度集成的ARM+ DSP异步双核处理器：OMAP-L138，同时在外围扩展了NAND flash闪存、EEPROM存储以及LCD显示等模块。这种构架能够使DSP专注于其数字信号处理的特长，同时ARM带来强大的外设控制能力以及丰富的驱动接口。DSP上运行DSP/BIOS可实时伸缩内核，提供了多任务调度功能。ARM上移植Linux-2.6版本稳定内核，带来操作系统优势，方便了示波器产品后续升级时功能和应用方面的扩展（例如添加触摸屏功能、同移动终端互联等）。
　　本课题基于TI的Davinci构架的OMAP-L138处理器平台，结合ARM与DSP的各自优势进行合理的任务分工，完成了以下任务：
　　（1）基于硬件平台合理的设计系统的启动方式，结合产品的实际需求，对系统启动过程做出适当的调整，设计实现了示波器开机动画；
　　（2）基于硬件平台及实际产品的性能测试，分析了文件系统的优劣，合理的选择和移植了根文件系统，并对文件系统进行优化；
　　（3）编写完成I2C驱动，实现了示波器开机启动参数的保存；实现了ARM端和DSP应用程序的示波器菜单数据共享；
　　（4）搭建基于DSPLINK的ARM与DSP之间的通信；
　　（5）对系统进行优化，包括减小内核尺寸和缩短示波器启动时间；
　　（6）完成了示波器DSP/BIOS端的多线程设计。
　　课题采用的构架，极大的提高示波器外接模块的拓展能力以及示波器的控制管理能力，为产品的后续开发提供了良好的硬件以及软件环境。

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第一章 前言

1.1论文研究背景

1.2示波器平台构架的研究现状

1.3论文研究意义

1.4课题研究内容和总体任务框架

第二章 示波器的总体框架

2.1示波器硬件框架

2.2示波器软件框架

2.3本章小结

第三章 示波器Linux系统设计

3.1 Linux系统自启动设计

3.2内核实现

3.3根文件系统实现

3.4基于uPP的示波器显示接口设计

3.5本章小结

第四章 示波器DSP/BIOS系统设计

4.1 DSP/BIOS系统简介

4.2 DSP/BIOS的多线程设计

4.3 DSP/BIOS系统存储设计与管理

4.4 DSP/BIOS运行异常的分析和解决方案

4.5本章小结

第五章 双核通信设计与数据存储实现

5.1基于GPIO驱动的示波器状态存储功能实现

5.2基于DSPLINK模块的示波器双核通信设计

5.3示波器双核间的大容量数据共享实现

5.4本章小结

第六章 系统功能验证

6.1示波器Linux系统设计验证

6.2示波器DSP/BIOS端多线程调试验证

6.3数据存储和双核通信调试验证

6.4本章小结

第七章 总结与展望

致谢

参考文献

附录