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1、中国人民解放军信息工程大学硕士学位论文嵌入式系统硬件开发平台设计及OS移植姓名：濮小川申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：赵秋霞20070401信息丁程大学硕士学位论文摘要随着嵌入式技术的蓬勃发展和广泛应用，嵌入式系统的平台化开发已成为发展趋势。但是，目前国内外还没有一种能够支持软硬件一体化开发的通用平台产品。针对这一现状，论文对嵌入式软硬件集成通用开发平台的关键技术进行了深入研究，主要工作包括：设计并实现了一个通用的模块化硬件开发平台，并给出了接口电路设计和改造的通用方法，解决了硬件模块的可复用性问题，使硬件开发平台在逻辑上形成了一个硬件模块库，支持硬件的模块化开发和复用，提高
2、了硬件的开发效率。针对传统板级支持包（）结构封闭、代码专用的弊端，提出了一种可重构的设计方法，设计并实现了开放的、通用的可重构，降低了的开发难度，提高了开发效率，并兼具硬件抽象层的优点，支持操作系统跨平台移植的快速实现和软硬件的并行开发。通过深入分析操作系统内核及其可移植性，给出了一种基于可重构的操作系统规范化和跨平台移植方法，并以实例论述其具体实现过程，与传统移植方法相比，移植效率得到了提高。以上工作已在项目中得到实际应用和验证，收效良好。关键词：硬件开发平台；板级支持包；操作系统移植；模块化；可重构：跨平台；规范化第页信息工程大学硕士学位论文表目录表铀在两种开发模式下开发所需的工作量对比表
3、“，中与移植相关的代码。第页信息工程大学硕士学位论文图目录图嵌入式通用开发平台结构框图图工作流程及技术难点分布图微内核与宏内核结构示意图图硬件平台的开发流程。图外部总线时序图图外部总线时序图。图模块化设计的鹊”图模块化设计的图，读写时序图图网络接口模块电路示意图图网络接口模块的接口电路改造示意图（初步）图上的网络接口模块电路示意图（优化）图寄存器访问时序图图接口模块示意图图上的接口模块电路图与硬件抽象层的区别图可重构设计示意图图网络接口抽象模块内部结构示意图图资源库结构示意图图船上的结构图图州上的结构图图可重构在整个系统中的示意图图串行与并行开发模式对比图图流程图图此，代码结构图第页原创性声明
4、本人声明所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果，也不包含为获得信息工程大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢学位论文题目：丛煎盘：塾塑聋亟送聋丝丝红垦堕垡堕学位论文作者签名：氆型日期：柙年月口日作者指导教师签名：蔓盎趣：艮日期：纱年月口日学位论文版权使用授权书本人完全了解信息工程大学有关保留、使用学位论文的规定。本人授权信息工程大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，允许论文
5、被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密学位论文在解密后适用本授权书。）学位论文题目：戤扛强堑鞘车丘型醴丘坠堡遁匾一学位论文作者签名：作者指导教师签名：日期：矽年月，日日期：叩年月口日信息工程大学硕士学位论文第一章绪论，一我们生活在一个嵌入式产品无处不在、无所不有【的时代！嵌入式技术为人类带来的改变不亚于一场工业革命【。随着信息技术的高速发展，嵌入式技术的应用已经广泛渗透到人们的工作、生活中。从家用电器、手持通讯设备、信息终端、仪器仪表，到汽车、航天航空、军事装备、制造工业、过程控制等，各种形式多样的嵌入式
6、产品已经成为信息化时代市场的主流。嵌入式技术是未来计算技术的重要发展方向【引，因此，顺应嵌入式的发展潮流，研究嵌入式开发的新技术将极具战略意义。课题背景嵌入式系统概述嵌入式系统的定义嵌入式系统实际上是“嵌入式计算机系统”的简称，它是相对于通用计算机系统而言的。关于它的定义，目前还没有一个统一的标准。电机工程师协会（）对其的定义为：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置（，眄“）”【，。而国内嵌入式工作者普遍认同的两种嵌入式系统定义为：从技术角度定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应特定应用系统，并对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统【】。从系统角
7、度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。术语“嵌入式”反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分，称为嵌入式系统。嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。嵌入式系统的组成嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各行各业的具体应用相结合后的产物，是软件与硬件的综合体，是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统【】。嵌入式系统由嵌入式硬件和嵌入式软件两部分组成：硬件架构上以嵌入式处理器为核心，包含存储器、接口和人机交互等外围设备；软件部分包括一般嵌入式操作系统和应用软件，但操作系统并不是必需的，在小型嵌入式应用系统中一般不用
8、。嵌入式系统的特点嵌入式系统是应用于特定环境下，面对专业领域的应用系统，与通用计算机系统相比主要有以下特点：（）响应及时。许多嵌入式系统都有实时性要求，需要对外部时间迅速做出反应，这第页信息工程大学硕士学位论文一点在硬件和软件上都会有很明显的体现】（）资源有限。嵌入式系统在处理器的计算能力和速度、存储器容量等方面与通用计算机系统相比都是相当有限的，这就要求它的硬件和软件的设计都必须简单高效，在保证稳定、安全、可靠的基础上量体裁衣，去除冗余，力争以最低的成本实现最高的性能。（）低功耗。一方面是为了省电，因为嵌入式系统往往以电池供电；另一方面是要减少发热量，因为嵌入式系统中通常没有风扇等排热手段。
9、（）不具备自举开发能力。正是由于自身资源的闲置，嵌入式系统不能具备完整的开发环境，需要借助上位机的交叉开发工具和环境才能进行开发。嵌入式系统的发展历程自年公司推出第一款微处理器以来【】，嵌入式系统的发展主要经历了三个阶段（以嵌入式操作系统为主线）：无操作系统的嵌入式算法阶段、简单监控式的实时操作系统阶段和通用的嵌入式实时操作系统阶段【。目前，嵌入式系统已与人们的日常生活工作紧密结合，发挥着越来越重要的作用，其功能的强大、设计的复杂与其诞生之初已不可同日而语。嵌入式系统正朝着网络化、小型化、智能化、多核化和人机界面友好化的方向发展，相信嵌入式系统会给我们带来更多的惊喜，让我们的世界更精彩嵌入式技
10、术的重要性嵌入式技术的发展以及对未来工业革命将产生的巨大影响已经引起世界各国的高度关注。目前，欧洲的嵌入式技术在航空、汽车电子、通信和消费电子领域处于领先地位，为了继续保持其自身相对于美国和日本的领先优势，欧盟在年成立了（卸）组织，在欧洲范围内整合资金和技术优势，把嵌入式技术上升到一个重要的战略高度进行发展。欧盟认为，嵌入式技术是领域中发展最快的内容，并将保持巨大的技术发展和商业应用机会，掌握嵌入式技术的领导位置，将具有强大的经济和政治利益。在我国，嵌入式技术方兴未艾，国家已经把汽车电子、船舶电子军事、工业控制等嵌入式系统开发应用列为十一五计划的重点【】全力打造嵌入式系统孵化基地（），努力实现
11、嵌入式产品由中国制造向中国创造的转变，嵌入式技术在产业发展中的重要性仍在持续提升。嵌入式系统的平台化开发趋势及国内外现状当前，随着嵌入式技术的蓬勃发展和广泛应用，日益增长的应用需求与相对落后的嵌入式系统开发模式之间的矛盾，已成为我国乃至世界嵌入式产业界最为突出的矛盾。从零开始的传统小作坊式开发模式将越来越难以满足日益复杂嵌入式产品开发的要求】，而基于软硬件基础平台的开发方式能够最大限度的利用已有的研究成果，减小开发难度、缩短开发时间、抢占市场先机，因此，平台化将是嵌入式产品开发未来的发展方向【“。但是，平台化开发需要有先进的开发平台作支撑，而目前嵌入式开发平台的发展状况尚不尽人意。第页笪星三堡盔兰堡主兰堡丝奎国外发展现状国外的嵌入式技术起步较早，嵌入式平台开发已初具规模，在众多的嵌入式开发平台厂商中，最负盛名的是美国的风河（鼬）公司，它的实时操作系统以其优异的性能一直把持着嵌入式操作系统的半壁江山，它的风河平台（鼬咖）曾获英国电子工业设计奖，其上集成了操作系统、开发工具、接口软件和管理工具等模块，还包含了硬件和服务器操作参考指南，可以为电子产品的软件开发提供全方位的支持，广泛应用于消费电子
