一种基于ARM和Linux的专用嵌入式手持设备的研究与构建

论文摘要

近年来,随着计算机技术和通信技术的飞速发展,以消费电子为主的各种嵌入式产品在市场上取得巨大的成功。本文尝试从应用的角度出发,从专用嵌入式手持设备的设计过程中需要解决的问题入手,以“便携式吸毒人员瞳孔快速检测仪”为例,探讨如下问题的解决方案：系统平台优化、应用软件开发和工具软件开发。这些问题的解决,将改进嵌入式设备的技术性能,拓宽嵌入式产品的应用范围。论文采用Linux作为构建专用嵌入式手持设备的系统软件平台。Linux作为一个开放源码的操作系统核心,它对各种不同体系结构的CPU支持相当完善,不仅成熟可靠,而且具有高度的可配置性和可裁剪性。尽管如此,对于专用嵌入式手持设备来说,对Linux进行优化是很有必要的。本文尝试以快速启动为目标,探讨如何对一个Linux系统进行优化。为此,论文介绍了一种常用的Linux内核启动时间测量技术,并结合“便携式吸毒人员瞳孔快速检测仪”分析了一个Linux系统在启动过程中存在的问题,接着从引导程序、内核、应用程序和文件系统等方面对整个系统进行了改进。优化后系统启动时间明显缩短。由于嵌入式系统越来越复杂、功能也越来越多,开发嵌入式GUI应用程序已经成为一种必然的趋势。而嵌入式系统特殊的硬件环境,又决定了嵌入式GUI应用程序跟桌面GUI应用程序相比有不同的特点。论文介绍了嵌入式Linux中常用的几种GUI系统,接着比较了两种Linux中常用的软件系统架构的优缺点,并以“便携式吸毒人员瞳孔快速检测仪”中的应用软件为例,讲解嵌入式GUI应用程序的设计技巧。论文最后提出了一种嵌入式中文输入法的解决方案,并在嵌入式Linux上基于Qt/Embedded实现了一种软键盘拼音输入法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 概述
• 1.1 选题的目的和意义
• 1.2 项目背景
• 1.3 研究内容
• 第二章 Linux启动时间优化
• 2.1 测量启动时间
• 2.1.1 优点及缺点
• 2.1.2 使用方法
• 2.1.3 可能出现的问题及其解决方法
• 2.1.4 实例分析
• 2.2 提高系统启动速度
• 2.2.1 加速引导速度
• 2.2.1.1 初始化时钟、GPIO及SDRAM
• 2.2.1.2 显示开机画面
• 2.2.1.3 探测和扫描NAND Flash
• 2.2.1.4 等待3秒
• 2.2.1.5 对Linux内核进行CRC校验
• 2.2.1.6 对Linux内核进行解压
• 2.2.2 加速内核启动速度
• 2.2.2.1 RTC同步
• 2.2.2.2 LPJ值校正
• 2.2.2.3 启动消息输出
• 2.2.2.4 硬件驱动模块化
• 2.2.2.5 并行初始化硬件设备
• 2.2.3 加速应用程序启动速度
• 2.2.3.1 优化初始化脚本
• 2.2.3.2 改进init进程
• 2.2.3.3 预读取和预链接
• 2.2.3.4 文件系统选择
• 2.3 本章小结
• 第三章 嵌入式GUI应用程序的设计
• 3.1 GUI简介
• 3.2 嵌入式GUI简介
• 3.2.1 MicroWindows
• 3.2.2 MiniGUI
• 3.2.3 Qt/Embedded
• 3.2.4 嵌入式GUI选择
• 3.3 软件系统架构选择
• 3.3.1 Linux内核+桌面系统+应用软件
• 3.3.2 Linux内核+应用软件
• 3.4 嵌入式GUI应用程序设计实例
• 3.4.1 功能描述
• 3.4.2 概要设计
• 3.4.2.1 模块划分
• 3.4.2.2 模块协作
• 3.4.3 详细设计
• 3.4.3.1 数据库设计
• 3.4.3.2 配置文件设计
• 3.4.3.3 数据管理模块
• 3.4.3.4 视频预览采集播放模块
• 3.4.3.5 视频处理显示模块
• 3.4.3.6 配置模块
• 3.5 本章小结
• 第四章 嵌入式中文输入法的设计
• 4.1 必要性分析
• 4.2 输入法的设计
• 4.2.1 数据结构和算法
• 4.2.2 键盘布局
• 4.3 Qt/Embedded的输入法接口
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 研究工作总结
• 5.2 进一步的工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• message_serial'>附录A boot_message_serial
• message'>附录B boot_message
• message delta'>附录C boot_message delta
• 附录D GUI应用程序和中文输入法截图
• 附录E 攻读研究生期间发表的论文