硕士研究生论文-ES体系结构的研究及其应用.doc

硕 士 学 位 论 文 ES体系结构的研究及其应用  ES体系结构的研究及其应用 摘 要 本文论述了使用RTOS进行嵌入式系统开发的原理和方法，着重讨论嵌入式系统（Embedded System）的体系结构和建构原理及其应用。嵌入式系统的概念很容易理解，但是高端的嵌入式系统开发很困难。构建一个嵌入式系统，技术门槛高，是一个复杂的系统建构过程。 嵌入式系统开发过程有软件和硬件两部分开发工作。 硬件开发主要涉及微处理器/微控制器、存储器和常见外围接口（A/D、D/A、时钟、USB、网络接口等等）部分的设计。硬件设计包括原理图、PCB版图设计和硬件安装调试。硬件设计的最终成果是具有特定功能的板级电路和系统结构件。 软件设计是嵌入式系统中的主要部分。硬件提供了潜在的计算能力，要发挥硬件功能，需要软件的支持。例如，同样的一台PC机硬件，可以安装Win3.1、Win95或者WinXP。在硬件没有任何改动的情况下，用不同的操作系统软件，系统的功能、稳定性和用户操作的感觉会有很大差别。 本文首先概述嵌入式系统的组成原理，然后对嵌入式系统设计中涉及到的硬件和软件技术作概括性介绍。论文的重点是嵌入式操作系统（EOS），特别是实时操作系统（RTOS）的理论研究，主要对如何应用RTOS开发嵌入式系统的问题进行深入的探讨。 通过对μC/OS-II、Windows、Window CE、FreeBSD、Minix、Linux、Lineo、Windriver、QNX、Mach、OSE、L4、“和欣”……等大量操作系统的比较研究，本文总结出当前操作系统的发展方向和如何构建属于自己的操作系统的基本方法。这些基本方法对于构建中国自己知识版权的实时操作系统具有重要的价值和一定的指导意义。 在研究过程中以μC/OS-II v2.51 RTOS为代表，将该实时操作系统移植到ARM7处理器上，并利用ADS和Multi-ICE在Evaluator-7T评估板上调试成功。另外利用EasyPack仿真器将μC/OS-II v2.51移植到8051微控制器上，并调试成功。充分验证了对实时操作系统结构的正确理解。本文将通过对移植代码的说明，详细论述操作系统的移植原理。 论文共分 7 章 9 部分。引言部分简要介绍嵌入式系统的重要性和研究嵌入式系统的必要性和迫切性。第一章绪论，介绍嵌入式系统的概念和构建嵌入式系统的关键技术。第二章论述嵌入式系统硬件，详细论述构成嵌入式系统的处理器、存储器、外围设备和网络等硬件要素。第三章嵌入式系统的软件，按照系统软件（固件、操作系统）和应用软件，论述了嵌入式系统中的软件技术。第四章介绍嵌入式系统开发工具，介绍了嵌入式系统开发过程中常用的软件和硬件工具。第五章和第六章分别以μC/OS-II在8051和ARM上的移植为例子，说明基于简单操作系统内核和复杂操作系统平台的嵌入式系统开发。第七章介绍基于Linux的嵌入式系统的构建方法。最后是全文的总结，这部分从课题的需求性、实用性和先进性3个方面，对论文进行总结。 μC/OS-II, Linux, microkernel Embedded System Architecture Reseach and Development Abstract: This thesis discusses the Embedded System Architecture Reseach and Development, especially about the principle and method of developing RTOS-based Embedded System. It is easy to understand the concept of embedded system, but difficult to develop an embedded system successfully. The development is a complicated project. The development involves both hardware and software development tasks. The hardware of an embedded system includes the microprocessor (or microcontroller), memory and peripherals (AD/DA, clock, USB, network interface etc.). The hardware design includes the schematics, PCB layout design