本文關(guān)鍵詞：基于嵌入式系統(tǒng)的示波器接口軟件設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 數(shù)字存儲示波器 外圍接口 系統(tǒng)定制 FPGA流式接口驅(qū)動 接口通信

【摘要】：隨著電子測量技術(shù)的快速發(fā)展,人們對示波器功能的多樣性和豐富的外圍接口等多方面提出了更高的要求。由于基于DSP+FPGA架構(gòu)的數(shù)字存儲示波器外圍接口資源受限,而嵌入式微處理器系統(tǒng)具有強大的系統(tǒng)控制能力和豐富的接口資源,在操作系統(tǒng)的管理下還可方便快捷地實現(xiàn)人機交互、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)通信等功能。因此為了擴展數(shù)字存儲示波器的外圍接口,在本課題中示波器引入了ARM微處理器,在嵌入式Windows CE系統(tǒng)平臺下完成示波器USB Host接口和以太網(wǎng)口的擴展,以實現(xiàn)示波器與U盤的通信和通過以太網(wǎng)口與上位機的通信。本文的主要內(nèi)容包括設(shè)計實現(xiàn)基于Windows CE系統(tǒng)的FPGA流式接口驅(qū)動、定制嵌入式Windows CE系統(tǒng)和開發(fā)接口通信應(yīng)用程序三部分。1.在嵌入式Windows CE平臺下,設(shè)計實現(xiàn)FPGA流式接口驅(qū)動程序。FPGA正常工作是實現(xiàn)接口通信功能的必要前提,需要為應(yīng)用層的功能實現(xiàn)提供支持。在本課題中,為了提高FPGA的數(shù)據(jù)傳輸速度,FPGA流式接口驅(qū)動程序主要采用地址映射的方法,實現(xiàn)用戶空間申請的虛擬地址與物理地址的映射,從而用戶通過訪問虛擬地址就可實現(xiàn)對物理地址的訪問,即對FPGA的訪問。2.定制嵌入式Windows CE系統(tǒng)。根據(jù)示波器硬件系統(tǒng)和項目實際需求,需對嵌入式Windows CE系統(tǒng)進行裁剪和定制,以搭建一個可驅(qū)動硬件系統(tǒng)正常工作的嵌入式系統(tǒng)。其中,系統(tǒng)定制所涉及到的主要內(nèi)容包括板級支持包的修改、設(shè)備驅(qū)動和系統(tǒng)內(nèi)核功能組件的裁剪以及系統(tǒng)配置文件的修改。3.在Windows CE系統(tǒng)下,開發(fā)接口通信應(yīng)用程序。在接口通信應(yīng)用程序中,需要編寫訪問FPGA設(shè)備、檢測USB存儲設(shè)備插拔狀態(tài)、獲取U盤根目錄文件列表和對U盤文件進行讀寫操作的功能代碼,以實現(xiàn)數(shù)字存儲示波器與U盤之間的通信;編寫設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息、獲取網(wǎng)絡(luò)信息和SOCKET通信的功能代碼,以實現(xiàn)數(shù)字存儲示波器設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息、獲取網(wǎng)絡(luò)信息以及通過以太網(wǎng)口與上位機通信的功能,從而實現(xiàn)上位機對數(shù)字存儲示波器遠程控制。本課題對數(shù)字存儲示波器接口通信功能進行了研究,最終實現(xiàn)了示波器的接口通信功能,豐富了示波器外圍接口。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字存儲示波器 外圍接口 系統(tǒng)定制 FPGA流式接口驅(qū)動 接口通信
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP311.52;TM935.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究目的與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 數(shù)字存儲示波器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展及應(yīng)用12-13
• 1.3 論文主要任務(wù)及章節(jié)安排13-16
• 1.3.1 本文主要任務(wù)13-14
• 1.3.2 本文主要章節(jié)安排14-16
• 第二章 數(shù)字存儲示波器接口軟件總體設(shè)計方案16-24
• 2.1 數(shù)字存儲示波器硬件總體框架介紹16-18
• 2.2 系統(tǒng)軟件總體18-20
• 2.2.1 嵌入式操作系統(tǒng)選擇方案18
• 2.2.2 系統(tǒng)軟件工作任務(wù)總述18-20
• 2.3 接口通信應(yīng)用軟件總體20-21
• 2.3.1 接口通信應(yīng)用軟件需求分析20
• 2.3.2 接口通信應(yīng)用軟件總體設(shè)計方案20-21
• 2.4 軟件開發(fā)環(huán)境介紹21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)24-44
• 3.1 嵌入式Windows CE操作系統(tǒng)24-26
• 3.2 基于Windows CE系統(tǒng)的FPGA驅(qū)動26-37
• 3.2.1 Windows CE系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動26-27
• 3.2.2 FPGA驅(qū)動框架選擇27-29
• 3.2.3 FPGA驅(qū)動程序設(shè)計與實現(xiàn)29-37
• 3.3 嵌入式Windows CE系統(tǒng)的定制37-43
• 3.3.1 Windows CE操作系統(tǒng)定制流程37-38
• 3.3.2 嵌入式Windows CE系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境搭建38-40
• 3.3.3 嵌入式Windows CE內(nèi)核鏡像的定制40-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 接口通信應(yīng)用軟件設(shè)計與實現(xiàn)44-63
• 4.1 Windows CE系統(tǒng)應(yīng)用程序開發(fā)概述44-45
• 4.2 數(shù)字存儲示波器接口通信應(yīng)用軟件框架介紹45
• 4.3 訪問FPGA設(shè)備及其握手機制程序設(shè)計與實現(xiàn)45-49
• 4.3.1 訪問FPGA設(shè)備程序設(shè)計與實現(xiàn)45-47
• 4.3.2 FPGA握手機制及程序設(shè)計與實現(xiàn)47-49
• 4.4 數(shù)字存儲示波器USB接口通信軟件設(shè)計與實現(xiàn)49-57
• 4.4.1 檢測U盤插拔及枚舉狀態(tài)程序設(shè)計與實現(xiàn)49-51
• 4.4.2 獲取U盤根目錄文件列表程序設(shè)計與實現(xiàn)51-54
• 4.4.3 讀寫U盤文件程序設(shè)計與實現(xiàn)54-57
• 4.5 數(shù)字存儲示波器LAN口通信軟件設(shè)計與實現(xiàn)57-62
• 4.5.1 SOCKET通信原理57-58
• 4.5.2 示波器端SOCKET通信程序設(shè)計與實現(xiàn)58-60
• 4.5.3 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)信息程序設(shè)計與實現(xiàn)60-61
• 4.5.4 獲取網(wǎng)絡(luò)信息程序設(shè)計與實現(xiàn)61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第五章 功能驗證與調(diào)試63-74
• 5.1 定制的嵌入式Windows CE系統(tǒng)驗證63-64
• 5.2 FPGA驅(qū)動調(diào)試與驗證64-66
• 5.3 示波器USB接口通信功能驗證66-67
• 5.4 示波器LAN口通信功能驗證67-72
• 5.4.1 設(shè)置與獲取網(wǎng)絡(luò)信息功能驗證67-70
• 5.4.2 示波器LAN口與上位機通信功能驗證70-72
• 5.5 調(diào)試經(jīng)驗總結(jié)72-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻77-79
• 附錄79-88
• 攻碩期間研究成果88-89

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本文編號：889640