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基于ARM的嵌入式μClinux系统研究与应用

王平  
【摘要】:随着计算机网络的发展和后PC 时代的到来,嵌入式系统成为当前IT 产业的焦点之一,并且呈现出巨大的市场需求。但同时大量的嵌入式应用也对嵌入式设备的性能提出了更高的要求。8/16 位单片机的速度和内存较难满足嵌入式设备的网络功能需求。随着集成电路技术的发展,基于32 位RISC 处理器的嵌入式技术更加受到欢迎。 ARM(Advanced RISC Machines)公司的32位RISC处理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能强、特有16/32位双指令集等诸多优异的性能,已成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案中的首选处理器。其中,ARM公司的ARM7TDMI系列特别适合于低功耗、需要网络支持的工控设备。但因ARM7TDMI不具有MMU模块,在相应的软件实现中需要特别处理。ARM7TDMI型的众多处理器中,Samsung公司的S3C4510B处理器以其低价格、低功耗以及强大的网络支持等在工控设备、PDA等领域占有了重要的市场份额。本文描述的实验平台即是基于此款处理器建立的嵌入式系统平台。 μClinux操作系统从它刚出生就已经决定了它的不凡。它是从Linux衍生出来的一种操作系统,支持众多嵌入式处理器类型,具有完善的各类驱动支持,对没有MMU模块的处理器有相应的支持,具有完整的TCP/IP协议栈的实现和完备的工具集。它同时具有Linux的优点,如高度模块化,开放源码等。因此,μClinux操作系统成为许多嵌入式系统研究领域的首选操作系统之一。本文的描述产品平台采用的操作系统即选为μClinux。 网络的不断发展给人们的生活和工作提供了越来越多的便利,但同时人们对网络中的数据安全处理提出了更高的要求,如何有效的对网络中传输的封装数据进行处理则成为现在应用中的一个热点。本文中,我们设计基于ARM处理器的一款嵌入式系统平台,并成功将μClinux移植到硬件系统上,在此基础上实现网络数据的提取功能,完成网络处理器的功能。 本文具体工作归纳如下: 1.首先采用Samsung ARM7TDMI核处理器S3C4510B设计了嵌入式硬件开发平台,并归纳了硬件主要电路设计方法。 2.在构建的ARM硬件平台上成功进行了μClinux操作系统的移植。 3.在嵌入式系统开发平台上,构建了网络处理器软件,实现数据处理和提取功能等基本功能。


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