基于S3C2440的智能评分系统设计

论文摘要

随着信息技术和嵌入式技术的飞速发展,嵌入式手持设备在越来越多的领域发挥着重要的作用。在某些专用领域,以小型化、便携化的嵌入式设备取代通用型计算机系统已成为了当今一种技术潮流。本文以一款智能竞赛评分系统的设计与应用为背景,在对本类嵌入式设备的调研和分析的基础上,对嵌入式智能评分系统的国内外发展现状以及优缺点进行分析,并根据项目需要采用了ARM-Linux的嵌入式平台设计方案。并为功能更复杂的嵌入式评分设备的二次开发做准备工作。本文以嵌入式系统的设计为主线,在讨论了系统构建所需的关键技术选取后,从硬件系统搭建、嵌入式操作系统移植、软件功能的实现三个方面详细描述了整个嵌入式智能评分系统的设计和实现过程。在硬件平台搭建部分首先介绍了ARM处理器的体系结构与特点,描述了电源模块、通信接口、人机接口等主要部分的硬件电路设计,并一一给出了各主控制芯片的设计原理图。在嵌入式操作系统移植部分,本文采用高度模块化和易于向其他平台移植的嵌入式Linux操作系统,详细描述了构建嵌入式Linux系统软件平台的各个步骤,包括建立交叉开发环境,完成启动引导代码vivi在本平台的移植,全面介绍了Linux内核的移植、配置、编译过程,并实现了对LCD触摸屏、DM9000网卡驱动的移植,完成了目标硬件平台的根文件系统的制作。在应用程序设计方面,我们选择了QT/Embedded来构建平台的图形界面系统。另外,为保障在较差网络环境中确保数据传输的可靠性的同时,只增加不大的系统开销,本文对UDP协议下的通信应用进行了研究,详细解释了一种UDP协议下嵌入式上位机的重发机制,并给出了这种机制下上位机重发次数的确定方法,编写了通信实验程序,在较差的网络环境下进行了通信实验并分析了实验结果。在此基础上编写了智能评分系统的应用程序。最终完成对整个嵌入式智能评分系统的实现。论文的结尾部分对本文的研究成果和存在的不足进行了总结和分析,为进一步研究提出了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究概况及发展趋势
• 1.2.1 嵌入式评分系统的国外研究概况
• 1.2.2 嵌入式评分系统的国内研究概况
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 章节安排
• 第二章 系统分析与总体结构设计
• 2.1 系统分析
• 2.2 开发关键技术的选取
• 2.2.1 通信协议的选择
• 2.2.2 嵌入式处理器的选择
• 2.2.3 嵌入式操作系统的选择
• 2.2.4 嵌入式GUI 技术的选取
• 2.3 系统设计的层次结构
• 2.4 本章小结
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 S3C2440 结构功能简介
• 3.2 硬件系统整体设计
• 3.3 硬件电路的设计
• 3.3.1 电源电路的设计
• 3.3.2 SDRAM 电路的设计
• 3.3.3 FLASH 存储器设计
• 3.3.4 串口通信模块
• 3.3.5 以太网通信电路
• 3.3.6 LCD 和触摸屏电路设计
• 3.3.7 JTAG 电路设计
• 3.3.8 USB 设备电路设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 嵌入式操作系统的构建
• 4.1 交叉编译开发环境的构建
• 4.1.1 交叉编译工具链的建立
• 4.1.2 交叉编译开发环境的环境变量设置
• 4.2 引导装载程序Bootloader 移植
• 4.2.1 Bootloader 简介
• 4.2.2 vivi 的修改与编译
• 4.3 嵌入式Linux 系统的移植
• 4.3.1 嵌入式Linux 内核简介
• 4.3.2 嵌入式Linux 的移植过程
• 4.3.3 嵌入式Linux 根文件系统的构建
• 4.3.4 系统相关设备的驱动移植
• 4.4 本章小结
• 第五章 应用软件的设计
• 5.1 图形界面GUI 设计
• 5.1.1 QT/Embedded 的移植
• 5.2 网络通信应用设计
• 5.2.1 socket 套接字编程初步
• 5.2.2 数据报文格式设计
• 5.2.3 嵌入式客户端的实验程序设计
• 5.2.4 对上位机重发次数的研究
• 5.3 设计实现
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 下一步工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间取得学术成果