基于μClinux的嵌入式USB主從機(jī)系統(tǒng).pdf

1、嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)的研究內(nèi)容涉及到計(jì)算機(jī)學(xué)科的各個(gè)方面，主要的技術(shù)熱點(diǎn)包括嵌入式操作系統(tǒng)、系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)、應(yīng)用軟件開發(fā)和各種服務(wù)性的研究工作。 隨著嵌入式技術(shù)在信息電器、移動(dòng)計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和工控仿真等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，通過公共標(biāo)準(zhǔn)接口在不同設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的需求迅猛增長。作為業(yè)界事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的USB接口應(yīng)用于嵌入式設(shè)備中存在亟待解決的問題，即帶有USB接口的設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換仍離不開目前大量扮演USB主機(jī)

2、角色的PC機(jī)，無法實(shí)現(xiàn)真正的移動(dòng)數(shù)據(jù)交換。故而，本文從目前市場(chǎng)形勢(shì)與學(xué)院學(xué)科建設(shè)需求出發(fā)，兼顧教學(xué)試驗(yàn)與應(yīng)用開發(fā)，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)和USB系統(tǒng)的特性，構(gòu)建基于μClinux的嵌入式USB主從機(jī)系統(tǒng)，使之既可以作為USB主機(jī)讀寫USB設(shè)備(如U盤)，又可以作為USB設(shè)備與PC機(jī)交互。 論文首先搭建了基于ARM的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板軟件平臺(tái)，即設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)具有雙啟動(dòng)模式的系統(tǒng)引導(dǎo)程序Bootloader，根據(jù)硬件板資源環(huán)境對(duì)gClinux內(nèi)核

3、進(jìn)行裁剪、配置、編譯和移植。然后進(jìn)一步分析USB主機(jī)遵從的協(xié)議及其工作原理，并結(jié)合μClinux下一般設(shè)備驅(qū)動(dòng)的開發(fā)，研究μClinux的USB子系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)Philips ISPll61主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序，編譯進(jìn)μClinux操作系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)板上的USB主機(jī)功能。論文在研究本系統(tǒng)所使用的操作系統(tǒng)μClinux的過程中，對(duì)μClinux內(nèi)存管理策略進(jìn)行分析，針對(duì)應(yīng)用中存在的問題提出一種改進(jìn)的內(nèi)存管理算法，在預(yù)知系統(tǒng)的一些應(yīng)用的

4、前提下可以提高物理內(nèi)存分配回收效率。 在嵌入式應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)USB并不那么簡單，作為近年新出現(xiàn)的USB OTG(USB On-The-Go)兩大功能之一的嵌入式USB主機(jī)為實(shí)現(xiàn)兩。USB設(shè)備直接通信鋪路，關(guān)于此方面的研究國內(nèi)外均處于起始階段，尚不成熟。 本文給出的在基于ARM7開發(fā)板上的以μClinux操作系統(tǒng)為支撐的USB主機(jī)實(shí)現(xiàn)方案無論對(duì)于研究嵌入式USB設(shè)備的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信還是作為相關(guān)產(chǎn)品測(cè)試原型都有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)