【正文】 25 第六章 總結(jié)和展望 ....................................... 29 參考文獻(xiàn) ............................................... 30 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 前言 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微處 理器技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)、集成電路技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分，嵌入式產(chǎn)品在人們的日常生活中也扮演著越來越重要的角色。對(duì)于我們每個(gè)人來說，需要的已經(jīng)不再僅僅是那種放在桌上處理文檔、進(jìn)行工作管理和生產(chǎn)控制的計(jì)算機(jī)機(jī)器。目前，各種各樣的新型嵌入式系統(tǒng)設(shè)備在應(yīng)用數(shù)量上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了通用計(jì)算機(jī)。 1．工業(yè)控制： 基于嵌入式芯片的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備將獲得長足的發(fā)展，目前已經(jīng)有大量的 1 32 位嵌入式微控制器在應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)化是提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、減少人力資源主要途徑，如工業(yè)過程控制、數(shù)字機(jī)床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)、石油化工系統(tǒng)。但是隨著技術(shù)的發(fā)展， 32 位、 64 位的處理器逐漸成為工業(yè)控制設(shè)備的核心 ，在未來幾年內(nèi)必將獲得長足的發(fā)展。目前 GPS 設(shè)備已經(jīng)從尖端產(chǎn)品進(jìn)入了普通百姓的家庭，只需要幾千元，就可以隨時(shí)隨地找到你的位置。即使你不在家里，也可以通過電話線、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)第一章 緒論 2 行遠(yuǎn)程控制。 4．家庭智能管理系統(tǒng)： 水、電、煤氣表的遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，安全防火、防盜系統(tǒng)，其中嵌有的專用控制芯片將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢查，并實(shí)現(xiàn)更高，更準(zhǔn)確和更安全的性能。 5． POS 網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)： 公共交通無接觸智能卡 (Contactless Smartcard, CSC)發(fā)行系統(tǒng)，公共電話卡發(fā)行系統(tǒng)，自動(dòng)售貨機(jī)，各種智能 ATM 終端將全面走入人們的生活，到時(shí)手持一卡就可以行遍天下。 這些應(yīng)用中，可以著重于在控制方面的應(yīng)用。同樣的道理，所有基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制器件都需要與嵌入式系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)接口，然后再由嵌入式系統(tǒng)來控制并通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制。 選題背景 MP3 本身是一種壓縮與解壓縮的計(jì)算方式，用來處理高比率 的聲音信息。然后使用 MP3 播放工具對(duì) MP3 文件進(jìn)行實(shí)時(shí)的解壓縮 (解碼 )，把還原后的聲音信號(hào)輸出到揚(yáng)聲器上，高品質(zhì)的 MP3 聲音就播放出來了。 南京工業(yè)大 學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 國內(nèi)外的研究概況 目前國外 MP3技術(shù)的 研發(fā)基本在中國完成，我們國內(nèi)做 mp3 芯片的廠家珠海炬力上市，也更加證明從芯片解決方案上，國內(nèi)廠家也有足夠的研發(fā)能力。 MP3 是嵌入式的最主要應(yīng)用之一，高端的 MP3 已經(jīng)不僅僅著眼于實(shí)現(xiàn)音樂播放這一簡單功能，而是同時(shí)具備了文本瀏覽、圖片瀏覽、甚至視頻播放等強(qiáng)大功能。 設(shè)計(jì)要求 基本要求 （ 1） 能 夠在 mini2440 開發(fā)板上播放 mp3 格式音頻文件。 論文結(jié)構(gòu) 本論文結(jié)構(gòu)如下： 第 2章 介紹了系統(tǒng)硬件的選擇，軟件設(shè)計(jì)的方案。 第 4章 給出了 Linux 系統(tǒng)的移植，相關(guān)驅(qū)動(dòng)的編寫及移植，編譯鏡像，以及構(gòu)建文件系統(tǒng)。 第 6章 總結(jié)描述，自己在設(shè)計(jì)中的心得和體會(huì)。該開發(fā)板可以實(shí)現(xiàn)車載 GPS，以及 MP3 音樂播放器， MP4視頻播放器等高端消費(fèi)電子產(chǎn)品。Mini2440 開發(fā)板自帶 UDA1341 音頻解碼芯片，能夠勝任 mp3 音頻解碼功能。 Linux 操作系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，并且內(nèi)核可裁剪，在滿足系統(tǒng)要求的同時(shí)，具有高度的可移植性， 由于嵌入式設(shè)備硬件平臺(tái)的多樣 按鍵 mini2440 P C 音頻解碼電路 音箱輸出 顯 示 讀 取 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 性， CPU 芯片的快速更新，嵌入式操作系統(tǒng)要求支持常用的嵌入式 CPU，如X86, ARM, MIPS, POWERPC 等，并具有良好的可移植性。 Linux 支持以上幾乎所有的主流芯片，并且還在不斷的被移植到新的芯片上 ， 嵌入式系統(tǒng)具有成本敏感性，處理器速度較低 ，存 儲(chǔ)器空間較少，這要求嵌入式 OS 體積小，速度快。 基于 Linux 的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。在這里我們沿用了三星公板的設(shè)計(jì)，分別使用 CPU的 GPB GPB GPB4 端口模擬實(shí)現(xiàn) L3bus 規(guī)范的 L3MODE、 L3DATA、 L3CLOCK，他們?cè)诔跏蓟?UDA1341 以后就不再有用了。 ，把交叉編譯器的路徑加入到 PATH，為了可以方便使用armlinuxgcc編譯器系統(tǒng) , 把 armlinux工具鏈目錄加入到環(huán)境變量 PATH中。 安裝配置 TFTP 服務(wù) 因?yàn)樵谑褂?mini2440 的時(shí)候通常用電腦作為宿主機(jī)，需要 TFTP 和 NFS 這兩種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，所以要配置 TFTP 服務(wù)。通過這段程序，我們可以初始化硬件設(shè)備，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境，最后從別處載入內(nèi)核映像到主寸并跳入到入口地址。然 后在 /Borad目錄當(dāng)中創(chuàng)建 mini2440 的目錄及其文件，最后在 configs 當(dāng)中創(chuàng)建 mini2440開發(fā)板的配置文件。 指定交叉編譯變量 我們移植目的是讓 可以在 mini2440 上運(yùn)行。 內(nèi)核配置菜單中的 MINI2440 選項(xiàng) 輸入命令 make menuconfig 出現(xiàn)內(nèi)核配置菜單如圖 41： 第四章 LINUX 系統(tǒng)移植及按鍵驅(qū)動(dòng)開發(fā) 10 圖 41 按上下鍵移動(dòng)到 System Type，按回車進(jìn)入該子菜單，如圖 42： 圖 42 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 再找到 S3C2440 Machines，按回車進(jìn)入該子菜單，選擇 mini2440 development 即可。 配置和編譯帶 YAFFS2支持的內(nèi)核 在 lunux 內(nèi)核源代碼根目錄運(yùn)行： make menuconfig,移動(dòng)上下鍵找到 File System，如圖 43，按回車進(jìn)入該子菜單 圖 43 第四章 LINUX 系統(tǒng)移植及按鍵驅(qū)動(dòng)開發(fā) 12 再找到“ Miscellaneous filesystem”菜單欄，按回車進(jìn)入該子菜單，如圖 44： 圖 44 出現(xiàn)如圖 45，找到“ YAFFS2 file system support”，并按空格選中它，這樣我們就在內(nèi)核中添加了 YAFFS2 文件系統(tǒng)的支持。 6個(gè)用戶按鍵分 別對(duì)應(yīng)如下表 41： 表 41 按鍵 對(duì)應(yīng)的端口寄存器 對(duì)應(yīng)的中斷 對(duì)應(yīng)的復(fù)用功能 K1 GPG0 EINT8 僅有 GPIO 和中斷功能 K2 GPG3 EINT11 nSS1 K3 GPG5 EINT13 SPISIMO K4 GPG6 EINT14 SPISIMI K5 GPG7 EINT15 SPICLK K6 GPG11 EINT19 TCLK 第四章 LINUX 系統(tǒng)移植及按鍵驅(qū)動(dòng)開發(fā) 14 按鍵驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)思路 （ 1）整體思路 按鍵的捕獲， Mini2440 是用的中斷方式，所以要對(duì)每個(gè)按鍵進(jìn)行結(jié)構(gòu)體定義，然后使用中斷服務(wù) 程序?qū)χ袛噙M(jìn)行捕獲。 中斷的控制寄存器比較多，其實(shí)總開關(guān)就在 CPSR 種的 I位和 F 位，一個(gè)是中斷允許，一個(gè)是快中斷允許。 //按鍵對(duì)應(yīng)的中斷號(hào) int pin。 //按鍵對(duì)應(yīng)的引腳描述，實(shí)際并未用到，保留 int number。 //每個(gè)按鍵的名稱 }。 因?yàn)楸掘?qū)動(dòng)是基于中斷方式的，所以要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)等待隊(duì)列，以配合中斷函數(shù)使用；當(dāng)有按鍵按下并讀取到鍵值時(shí)，將會(huì)喚醒此隊(duì)列，并設(shè)置中斷標(biāo)志，以便能通過 read 函數(shù)判斷和讀取鍵值傳遞到用戶態(tài)；當(dāng)沒有按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)并不會(huì)輪詢按鍵狀態(tài)，以節(jié)省時(shí)鐘資源。 /*中斷標(biāo)識(shí)變量，配合上面的隊(duì)列使用，中斷服務(wù)程序會(huì)把它設(shè)置為 1， read 函數(shù)會(huì)把它清零 */ static volatile int ev_press = 0。 int down。 第四章 LINUX 系統(tǒng)移植及 按鍵驅(qū)動(dòng)開發(fā) 16 down = !s3c2410_gpio_getpin(button_irqspin)。 1)) { // Changed key_values[button_irqsnumber] = 39。 + down。 wake_up_interruptible(amp。 } return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED)。 所用的中斷類型是 IRQ_TYPE_EDGE_BOTH，也就是雙沿觸發(fā)，在上升沿和下降沿均會(huì)產(chǎn)生中斷，這樣做是為了更加有效地判斷按鍵狀態(tài)具體實(shí)現(xiàn)代碼如下： static int s3c24xx_buttons_open(struct inode *inode, struct file *file) { int i。 for (i = 0。 i++) { if (button_irqs[i].irq 0) { continue。button_irqs[i])。 if (err) { i。 i = 0。 } disable_irq(button_irqs[i].irq)。button_irqs[i])。 ev_press = 1。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 下面這段 close(fd)函數(shù)對(duì)應(yīng)用程序的系統(tǒng)調(diào)用，在此，它的主要作用是當(dāng)關(guān)閉設(shè)備時(shí)釋放按鍵的中斷： static int s3c24xx_buttons_close(struct inode *inode, struct file *file) { int i。 i sizeof(button_irqs)/sizeof(button_irqs[0])。 } free_irq(button_irqs[i].irq, (void *)amp。 return 0。 if (!ev_press) { if (filpf_flags amp。 else wait_event_interruptible(button_waitq, ev_press)。 err = copy_to_user(buff, amp。 return err