基于Linux的合成信号源软件设计

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合成信号源可以产生频率和功率可调的正弦波信号,广泛地应用于电子测量领域。随着嵌入式技术和网络技术的不断发展,将其应用到仪器领域,使得仪器的测试功能不断丰富,仪器成本、体积不断减小;在对仪器的控制操作上,除了传统的本地控制方式,基于网络的远程控制方式可以通过计算机和网络访问受控设备,极大方便了用户对仪器的控制操作。在这一背景下,本课题基于嵌入式技术和网络技术对合成信号源仪器的软件进行了研究。嵌入式系统受控于一个主控制器,三星公司的S3C2440处理器拥有丰富的硬件资源,能满足合成信号源的控制功能需求。而Linux作为一款开源、跨平台的实时操作系统,得到众多开发者的拥趸,并且针对ARM嵌入式处理器,具有很好的可移植性。本文首先针对合成信号源介绍了软件平台的相关理论知识,然后提出了仪器系统的两种控制需求。分析了合成信号源仪器的软硬件开发平台、结构及建立过程:确定了以S3C2440作为合成信号源的主控制器;选择了网络功能强大的Linux作为系统内核;选择跨平台的QT库为应用软件GUI设计的开发库;并为目标文件的制作搭建交叉编译环境,移植系统软件平台。然后针对系统的功能需求,提出了合成信号源控制软件的设计方案,最后根据设计方案,分模块实现整个仪器软件:1.基于主控制器S3C2440的总体硬件结构,针对FPGA接口部分,设计实现Linux下仪器驱动,完成仪器控制命令的通信过程,使硬件得到正确的控制。2.设计基于QT库的人机交互界面程序,实现仪器的本地控制;并为远程控制方式建立命令解析子线程,实现远程控制方式下对本地驱动的调用。3.设计基于Boa服务器的远程控制交互界面。采用CGI技术与Socket网络编程技术,完成用户在Web浏览器下对本地仪器的远程控制。通过以上研究工作,本课题实现了基于嵌入式Linux操作系统的跨平台控制软件的开发,包括Linux下仪器驱动软件、面向对象的本地控制软件以及基于Boa服务器的远程控制软件。
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