一種基于ARM7的嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡通信研究與應用.pdf

1、20世紀90年代世界各國政府都相繼制定了推進本國教育信息化的方案，將現(xiàn)代信息技術(shù)引人到教育領域，實現(xiàn)教育信息資源的合理配置、開發(fā)和高效利用。教育信息化表現(xiàn)出教學資源多媒體化、資源和學習方式的網(wǎng)絡化、知識的非線性化、教育過程智能化等特點。它的實現(xiàn)必須依靠當代信息技術(shù)在教育中的應用。嵌入式系統(tǒng)作為當代最為前沿的信息技術(shù)之一必將應用于教育中。虛擬教室、虛擬實驗室、虛擬儀器等技術(shù)將在未來的教育中起到不可估量的作用。這些技術(shù)的實現(xiàn)都與嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)

2、絡化密切相關(guān)。而嵌入式系統(tǒng)的網(wǎng)絡化應用的一個最基本的技術(shù)就是嵌入式的WEB服務器。在美國的一些教育測量機構(gòu)中已經(jīng)設計和試用了一些嵌入式在線交互教學網(wǎng)絡，在我國國內(nèi)還缺乏這方面的研究。 本文就是在這樣的背景下提出的。試圖研制出一種低功耗、低成本、功能強、體積小的嵌入式WEB服務器的硬件平臺并在此平臺上搭建WEB服務器軟件。 論文共分五章，第一章簡述了教育信息化的概念特征、嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展以及在教育信息化背景下嵌入式系統(tǒng)的發(fā)

3、展方向。在技術(shù)層面上，教育信息化對嵌入式系統(tǒng)提出了接入Internet的要求。第二章論述了該系統(tǒng)的硬件設計結(jié)構(gòu)設計。提出了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，在比較了眾多嵌入式微處理器的基礎上，綜合考慮性能、穩(wěn)定性、市場占有等因素選擇了32位ARM7內(nèi)核的S3C4510B。圍繞ARM7設計了相關(guān)的電源電路、晶振電路、復位電路、FLASH存儲器電路、SDRAM電路、以太網(wǎng)接口電路，并調(diào)試通過。實驗結(jié)果證明該系統(tǒng)具有低功耗、低成本、功能強大的特點，充分利用了S

4、3C4510B芯片提供的資源，并且滿足了嵌入式WEB服務器的需求。硬件平臺上要有操作系統(tǒng)的支持，在比較了目前幾種最流行的嵌入式操作系統(tǒng)之后，第三章選擇并分析了嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks的特點、體系結(jié)構(gòu)。介紹了VxWorks的集成開發(fā)環(huán)境Tornado、嵌入式系統(tǒng)的宿主機——目標機交叉編譯方法并成功建立了開發(fā)的基本軟件環(huán)境。第四章開發(fā)了嵌入式WEB服務器所用的板級支持包BSP并移植了嵌入式WEB服務器軟件。在嵌入式系統(tǒng)中，所有硬件相

5、關(guān)的函數(shù)和文件的集合叫做BSP(BoardSupportPackage)。它提供了訪問所有硬件資源的軟件接口。BSP包括了硬件初始化、中斷產(chǎn)生和處理、時鐘管理、本地和總線存儲空間的映射，存儲空間大小等等。所以在開發(fā)基于VxWorks的應用程序時必須先開發(fā)BSP，通過修改WindRiver公司提供的板級支持包WrSbcArm7，成功開發(fā)出本系統(tǒng)所需的BSP，實現(xiàn)了實時嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks在以ARM7為核心的硬件平臺上的移植。之后將

6、目前最為先進、功能強大的開放源代碼的嵌入式WEB服務器軟件GoAheadwebserver移植到該系統(tǒng)的軟件平臺上。第五章綜述了該論文的主要工作，指出了論文的突出點和不足之處并展望了未來工作的方向。 本論文的研究開發(fā)工作是在實踐基礎上完成的，對以ARM7TDMI核心的S3C4510B芯片嵌入式硬件系統(tǒng)進行了比較全面的研究，通過調(diào)試該硬件系統(tǒng)運行正常，在此基礎上成功的嵌入VxWorks操作系統(tǒng)，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常，并在該系統(tǒng)上實現(xiàn)了嵌入