基于ARM7的VxWorks嵌入式操作系统开发平台的设计与实现

摘要

近年来，随着计算机应用技术的发展，嵌入式系统已经成为计算机应用领域的一个新兴热点，呈现出巨大的市场需求，成为IT产业的一个新的经济增长点。面对众多的嵌入式操作系统和嵌入式处理器，选择合理的软件、硬件，设计一个良好的嵌入式多应用实验开发平台，是本论文需要研究和解决的重要课题。 针对“基于ARM7的VxWorks嵌入式操作系统开发平台的设计与实现”这一课题，本文研究了嵌入式操作系统VxWorks及其在ARM内核的嵌入式微处理器上的设计与开发技术，主要做了以下工作： 首先，本文论述了嵌入式系统的基本概念。在软件方面，主要介绍了嵌入式操作系统VxWorks的内核以及开发环境Tomado的基本使用方法；在硬件方面，主要介绍了嵌入式微处理器ARM的体系结构和编程。 其次，在基于ARM7体系结构的S3C4480X微处理器的基础上，设计开发了应用系统的硬件平台。本文对该平台的具体设计进行了讨论，涉及了核心处理器的硬件资源分配和外围电路扩展，如RAM、ROM、FLASH、串口、网络、USB、IDE等的芯片选型和电路设计。 最后，开发了基于ARM-VxWorks开发平台的板级支持包BSP，并总结了开发调试BSP的方法和注意事项。着重讨论了系统启动顺序、串口驱动、网络驱动等几个重要方面的注意事项和开发过程。除了基本的BOOTLOADER之外，本文还扩展了开发平台的一些简单应用，如文件系统、Ftp服务器等。 本文的设计成果，已经作为实验室的嵌入式应用二次实验平台，用于产品开发及教学工作。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

1.1课题背景

1.2嵌入式系统概述

1.2.1嵌入式系统定义

1.2.2嵌入式操作系统

1.2.3嵌入式微处理器

1.3论文的主要工作

第2章嵌入式操作系统VxWorks概述

2.1 VxWorks简介

2.2 VxWorks操作系统内核实现

2.2.1任务管理

2.2.2内存管理

2.2.3I/O系统

2.2.4文件系统

2.2.5网络通信

2.3 VxWorks的集成开发环境Tornado

2.3.1 Tornado集成开发环境简介

2.3.2 Tornado核心工具

第3章ARM的体系结构和编程

3.1 ARM微处理器概述

3.1.1 ARM微处理器的特点

3.1.2ARM微处理器系列

3.2ARM微处理器体系结构

3.2.1 RISC体系结构

3.2.2 ARM微处理器的寄存器结构

3.2.3 ARM微处理器的指令结构

3.3指令系统

3.3.1 ARM微处理器指令的分类与格式

3.3.2指令的条件域

3.3.3 ARM指令的寻址方式

第4章基于ARM7的VxWorks嵌入式操作系统硬件平台设计

4.1 S3C44B0X介绍

4.2存储地址空间分配

4.3I/O口配置

4.4存储器电路设计

4.4.1 SDRAM电路设计

4.4.2 FLASH电路设计

4.4.3 Nand Flash设计电路

4.5串口电路设计

4.6网络电路设计

4.6.1主要性能

4.6.2内部结构

4.6.3内部RAM地址空间分配

4.6.4 I/O地址分配

4.7 USB电路设计

4.7.1 USB DEVICE电路设计

4.7.2 USB HOST电路设计

4.8IIS电路设计

4.9人机接口设计

4.9.1 LCD电路设计

4.9.2触摸屏电路设计

4.9.3 PS/2鼠标、键盘接口

4.10其他接口设计

4.10.1 ADC接口

4.10.2 IIC EEPROM接口

4.10.3 JTAG接口

4.10.4 IDE接口

4.10.5按键、LED和蜂鸣器

第5章基于ARM7的VxWorks嵌入式操作系统开发平台的软件移植

5.1 VxWorks的启动

5.1.1 VxWorks的映像

5.1.2启动顺序

5.2 BOOTLOADER原理和移植方法

5.2.1 BOOTLOADER概念

5.2.2 BOOTLOADER的编写

5.3串口驱动设计

5.4网络驱动设计

5.5 tffs文件系统

5.6 ftp服务器设计

第6章总结与展望

6.1实现现状与成果

6.2实现特色

6.3不足与技术展望

6.4结束语

致谢

参考文献

申请学位期间发表的学术论文