论文部分内容阅读
嵌入式开发是当前IT产业界最活跃、近些年来发展最快的一个方向,已吸引了大批IT从业人员进行该方面的研究与创新,也取得了丰硕的成果。其中,最引大家注意的就是对ARM处理器和Linux操作系统的研究。从51单片机到ARM处理器,随着嵌入式微控制领域不断更替交叠,伴随而来的是技术的不断发展和生产力水平的不断进步。ARM处理器从其诞生之日起就注定担负着推动技术进步和改写历史的重任,因为ARM处理器是一个“集大成者”。ARM处理器的功能之所以强大在于它的集成和高速。集成则全面而节省开发成本,高速是绝大部分工控机的追求方向之一。当前,ARM公司的32位RISC处理器,以其内核耗电少、成本低、功能强、特有16/32位双指令集,已成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案的RISC标准,市场占有率超过了75%。多家公司都推出了自己基于ARM内核的处理器产品,越来越多的开发人员开始了基于ARM平台的开发。嵌入式Linux操作系统一般是指可以嵌入到CPU上,并针对具体应用进行过裁剪的Linux操作系统。嵌入式Linux主要是在实时性增强、内核精简和裁剪、支持多种CPU结构等方面做了改进和提高。被认为是未来嵌入式操作系统的最佳选择。GUI(Graphics User Interface)是一种以图形作为基础的用户界面。随着嵌入式设备市场的不断扩大,对嵌入式GUI系统要求也越来越多,嵌入式GUI是嵌入式开发过程中必不可少的关键环节。嵌入式系统对GUI的基本要求包括轻型、占用资源少、高性能、高可靠性及可配置性。作为嵌入式系统Linux主流的GUI,Qt/E延续了Qt在X Window上的强大功能,并以诸多优点赢得许多巨头IT厂商的亲睐。论文以系统开发流程为主线,首先简要介绍了一些关于嵌入式系统的基本概念和嵌入式系统的应用现状及发展前景。然后对嵌入式的软硬件两部分分别介绍,本课题的硬件部分选用的嵌入式开发平台采用Samsung公司的基于ARM9的S3C2440微处理器,是专门为PDA、Interner设备和手持设备等开发的高性能、低功耗的微处理器。系统软件主要分为两层,底层驱动程序和上层应用程序。再分的细点,可以分为如下3层:底层驱动、嵌入式操作系统、应用层。我们在软件方面采用嵌入式图形系统Qt/Embedded。在此之前,先从组成结构、系统功能等对目前流行的几种嵌入式GUI进行了比较,如Qt_Embedded、MiniGUI、OpenGUI或者其他的GUI系统,并选择了嵌入式Qt作为研究对象。本文主要讨论的是基于Linux系统和S3C2440处理器的嵌入式系统开发平台的基本架构及各个组成部分的开发流程,着重介绍了基于Qt/E的图形用户界面的开发移植、Linux与S3C2440的交叉编译环境的建立、嵌入式系统开发中广泛使用的NFS服务器的建立以及网络环境的搭建等。最后,在构建的嵌入式系统中,基于Qtopia的图形开发工具实现如下:针对本系统的基本应用方向——I/0端口控制、按键读取扫描、模数信号转换、PWM输出、网络通信等,设计了5个基础模块——Leds模块、myButton模块、ADC模块、PWM模块、UDP模块。基于Qt/E—4.6.3的图形界面开发工具实现如下:使用最新的QtCreator集成开发环境编码调试,实现了俄罗斯方块游戏、图片浏览器2个小软件。