【正文】 內(nèi)核源碼進行修改以驅動終端外圍的 RS485 端口。YAFFS 文件系統(tǒng)是專門針對 NAND 閃存設計的嵌入式文件系統(tǒng)，目前有 YAFFS 和 YAFFS2 兩個版本，因為 YAFFS2 能更好的支持大容量的 NAND FLASH 芯片，同時考慮集中器的進一步的發(fā)展，需要大容量的 NAND FLASH 來滿足業(yè)務需求，在這里我們選擇 YAFFS2 文件系統(tǒng)。為了驅動外設能正常工作，還要針對本集中器所有外設，開發(fā)相應的驅動程序，本文以 LCD 設備為例來討論驅動的開發(fā)過程。在驅動支持幀緩沖技術的基礎上，在 LCD 設備上就可以開發(fā)基于Qt/Embedded 或者 MiniGui、GtkFB 的圖形用戶界面，相比于靠描點繪制的圖形用戶界面，界面會較友好，有層次感，更方便用戶和集中器的交互，用戶體驗較好，同時可移植性也較強。FrameBuffer 譯作幀緩沖，是基礎圖形設備，是一種專門為開發(fā)高級圖形界面或者圖形應用程序提供基本函數(shù)庫的驅動程序接口。通過閱讀本 LCD京郵電大學碩士研究生學位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒論 選題背景以及研究內(nèi)容 選題背景 傳統(tǒng)電力網(wǎng)供電系統(tǒng)依靠人力對商業(yè)用電和生活用電進行抄讀，不僅人工成本高，而且報表生成周期長、效率低，根據(jù)報表的統(tǒng)計結果分析用戶需求也因此比較慢，不能及時反映系統(tǒng)用電量的需求分布情況，致使抄表結果對供應系統(tǒng)網(wǎng)絡的優(yōu)化缺乏參考價值，不但降低供電效率，而且還會影響供電質量[1][2]。與此同時，傳統(tǒng)抄表系統(tǒng)對電網(wǎng)中漏電、竊電現(xiàn)象也不能進行正確的評估與確認，抄表時還需要抄表人員到用戶家中抄讀電表數(shù)據(jù)，這無疑給用戶帶來一定的麻煩，耗費大量的人力財力，可能還會引起用戶的反感和不安，還有可能給犯罪分子以可乘之機[6]。 自動抄表系統(tǒng)(Automatic Meter ReadingAMR)[7]是在傳統(tǒng)人工抄表方式不能滿足生產(chǎn)和生活需要的情況下產(chǎn)生的，一般是指利用微電子、計算機網(wǎng)絡、傳感等技術自動讀取和處理表數(shù)據(jù)，將城市居民水、電、氣信息進行綜合處理的系統(tǒng)[8]。而自動抄表系統(tǒng)可以替代大量的人力物力，節(jié)約了資源，獲得了一定的經(jīng)濟效益。 （3）精確度高 參考性強 傳統(tǒng)人工抄表方式依靠人力抄取電量數(shù)據(jù)，只能逐個的進行抄IV 幀緩沖驅動簡介 .............................................................................................................41 改進的基于幀緩沖的 LCD 設備驅動設計.........................................................................44 幀緩沖驅動程序的測試 ...................................................................................................47 本章小結 .................................................................................................................................48 第七章 總結與展望 ...............................................................................................................................49 參考文獻...............................................................................................................................................51 附錄 1 程序清單 ...................................................................................................................................53 附錄 2 攻讀碩士學位期間撰寫的論文....................................................................................................54 致謝......................................................................................................................................................55 京郵電大學碩士研究生學位論文 第二章 搭建嵌入式 Linux 開發(fā)平臺 5 第二章 搭建嵌入式 Linux 開發(fā)平臺 開發(fā)平臺硬件參數(shù) 集中器采用 ATMEL 公司的 AT91SAM9260EK 作為處理芯片，AT91SAM9260EK 是一款 ARM926EJS 內(nèi)核的工業(yè)級芯片，帶有 協(xié)議的 USB HOST 和 Device 接口，支持全功能的 9 線串口等。 n 32M Bytes SDRAM； 串口 n 一個 DEBUG 口； n 三個標準 RS232 口； n 三個標準 RS485 口； 網(wǎng)口 n 一個 100M 網(wǎng)口； USB 接口 n 一個 USB HOST(USB Full Speed)接口； n 一個 USB Device(USB Full Speed)接口； 其他設備 n 160*160 LCD 顯示設備； n RTC 實時時鐘（帶電池）； n 按鍵鍵盤； 開發(fā)宿主機交叉編譯環(huán)境的建立 交叉編譯是嵌入式開發(fā)過程中的一項重要技術，一般的嵌入式目標系統(tǒng)沒有足夠的資京郵電大學碩士研究生學位論文 第一章 緒論 4 的數(shù)據(jù)手冊，UC1698U 的顯示控制器并不能自動更新這段內(nèi)存緩存區(qū)，不能實時的將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)更新到屏幕。 課題來源以及論文的主要工作 針對嵌入式 Linux 系統(tǒng)移植存在的問題，結合南京某公司負荷控制管理終端平臺的開發(fā)工作，本文的章節(jié)安排如下： 第一章是緒論內(nèi)容，結合本課題選題背景引出本文研究內(nèi)容。 第三章對 BootLoader 的結構，啟動流程進行了分析；針對選用的 Uboot 不支持所選YAFFS2 文件系統(tǒng)燒寫的問題進行了研究，修改 Uboot 源碼并重新編譯，最終將編譯生成的Uboot 鏡像移植到本目標板中，修改后的 Uboot 可穩(wěn)定在目標板中運行。 第五章介紹嵌入式文件系統(tǒng)結構，尤其是 YAFFS2 文件系統(tǒng)，介紹了文件系統(tǒng)制作工具 Busybox，并詳細給出了該文件系統(tǒng)的編譯和移植過程。 第六章分析嵌入式設備驅動開發(fā)流程，重點對驅動程序中的幀緩沖技術進行了研究。但本目標板上的 LCD 設備顯示控制器并不支持緩沖區(qū)的自動更新，在這里我們借助內(nèi)核定時器完成自動更新并實時的顯示到 LCD 界面上。 第七章總結與展望，對本文所完成的工作進行了總結；并展望嵌入式領域的未來。Linux下的交叉編譯環(huán)境包括： (1)針對目標系統(tǒng)的編譯器 (2)針對目標系統(tǒng)的二進制編譯工具 (3)目標系統(tǒng)的標準 c 庫 (4)目標系統(tǒng)的 Linux 內(nèi)核頭文件 armnoneLinuxgnueabigcc 的安裝 本系統(tǒng)中 Uboot、kernel、文件系統(tǒng)的編譯工具鏈都是統(tǒng)一的，所選擇的都是armnoneLinux gnueabi gcc，我們在這里選擇下載制作好的交叉編譯鏈，然后稍作修改就能為我們所用。 解壓后里面的 armnoneLinuxgnueabigcc 就是我們要用的交叉編譯鏈。 TFTP 和 NFS 的配置 在進行移植內(nèi)核鏡像文件和根文件系統(tǒng)時，Uboot 通過 TFTP 協(xié)議將二者下載到目標板的 SDRAM 中，因此要在宿主機上設置 TFTP 服務器。在本系統(tǒng)中，宿主機的 IP 為 ，網(wǎng)關為 ，子網(wǎng)掩碼為 ，目標板的 IP 為 。 本章小結 本章首先介紹了硬件開發(fā)平臺參數(shù)，然后詳細闡述了交叉編譯環(huán)境搭建的過程，同時在Linux 主機上配置了 TFTP 和 NFS 服務器，為后續(xù)嵌入式源碼編譯、調(diào)試以及最終鏡像移植做好準備。其中引導加載程序是系統(tǒng)加電后運行的第一段軟件代碼，由固件中的 Boot 代碼和 BootLoader 兩大部分組成。在調(diào)用操作系統(tǒng)之前，BootLoader 完成的工作主要有初始化目標板軟硬件設備、建立內(nèi)存映射圖、設置好系統(tǒng)軟硬件環(huán)境[22]。 經(jīng)過矢量表跳轉，進入特權模式，關閉中斷 一個事件引起 boot（例如上電、復位、看門狗超時） 初始化處理 清除指令和 cache 重定位Uboot后半部代碼到內(nèi)存，跳轉執(zhí)行 建立堆棧和初始化數(shù)據(jù)段 初始化并檢查硬件系統(tǒng)其他部件（串口、網(wǎng)口） 重定位 Uboot 后半部代碼到內(nèi)存，跳轉執(zhí)行 建立堆棧和初始化數(shù)據(jù)段，初始化并檢查硬件系統(tǒng)（串口、網(wǎng)口） 顯示各種檢測信息及 boot 菜單 尋找內(nèi)核并引導，依次尋找下列設備（串口、網(wǎng)口、flash） 將操作系統(tǒng)內(nèi)核引導到 SDRAM 操作系統(tǒng)內(nèi)核拷貝到 flash？ 拷貝到 flash 跳轉到 SDRAM中操作系統(tǒng)入口 N 圖 BootLoader 工作流程圖 Y 京郵電大學碩士研究生學位論文 第一章 緒論 2 讀，不能獲得某一個時刻所有用戶的用電統(tǒng)計數(shù)據(jù)。正是基于自動抄表系統(tǒng)如此多的優(yōu)勢，近年來無論是國內(nèi)還是國外，對自動抄表系統(tǒng)的研究一直是熱點之一。集中器向上連接著主站服務器，負責接收并下達主站服務器命令，對電網(wǎng)的數(shù)據(jù)進行監(jiān)控或者抄讀采集器數(shù)據(jù)；向下連接著采集器或者是終端電表，讀取采集數(shù)據(jù)或終端電表數(shù)據(jù)進行存儲并上傳至主站服務器以便進行數(shù)據(jù)處理。鑒于集中器在整個自動抄表系統(tǒng)中的關鍵地位，無論是對硬件平臺還是軟件平臺，對集中器系統(tǒng)進行改進都是積極的意義。 研究內(nèi)容 本文研究的集中器，硬件平臺是南京某電力公司提供的，該集中器采用的處理芯片是ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT91SAM9260EK，內(nèi)存 32M，配有一個 160*160 的 LCD(UC1698U)。這種操作模式的劃分是對于開發(fā)人員來說的。這種自主啟動加載模式，是最終發(fā)布版本，也是我們用戶在日常生活中所看到的啟動模式。從宿主機下載的文件通常首先保存在目標機的內(nèi)存中，然后根據(jù)實際情況在內(nèi)存中執(zhí)行或者寫到目標板上的 FLASH 等非易失存儲設備中。 本系統(tǒng)中使用的是 Uboot，既支持啟動加載模式，又可以通過用戶的介入進入下載模式。Uboot 在啟動時，首先默認進入的是啟動加載模式，但是在啟動 Uboot 后、加載內(nèi)核鏡像文件之前，Uboot 會提供一定時間等待用戶的干預，該時間是由宏 CONFIGBOOTDELAY 定義的，若用戶進行了干預，則會切換到下載模式，反之繼續(xù)執(zhí)行加載內(nèi)核鏡像文件。其源碼目錄以及編譯形式與 Linux內(nèi)核及其的相似。所以本項目中選擇 Uboot 作為目標板的 BootLoader。頂層目錄下還有很多個子目錄，針對不同的硬件平臺，這些目錄分別存放和管理不同的源程序。 Common：與環(huán)境、命令、控制臺等相關的通用的多功能函數(shù)的集合，多是對下一層驅動程序的進一步安裝。 因為要求使用YAFFS2文件系統(tǒng)，在Uboot的help write命令里面，缺少YAFFS2文件系統(tǒng)的燒寫信息，可知本Uboot不支持YAFFS2文件系統(tǒng)的燒寫，所以要對源碼進行相關的更改才能達到我們的要求。 U_BOOT_CMD(nand, 5, 1, do_nand, nand NAND subsystem\n, info show available NAND devices\n nand device [dev] show or set current device\n nand read[.jffs2] addr off|partition size\n nand write[.jffs2] addr off|partition size read/write `size39。 to/from memory address `addr39。 byte yaffs image starting\n at offset `off39。\n nand addr off size write the `size39。 from memory address `addr39。amp。 memset(amp。 = (u_char*) addr。 = off。 = quiet。opts)。