基于arm9電子相冊(cè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題 目： 基于ARM9的電子相冊(cè)設(shè)計(jì) 系： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 蘇利晨 學(xué) 號(hào)： 200713110124 指導(dǎo)教師： 萬(wàn)琴 2021年 3 月 6 日開(kāi)題報(bào)告填寫要求1開(kāi)題報(bào)告含“文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(jì)論文辯論委員會(huì)對(duì)學(xué)生辯論資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)論文工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專業(yè)審查后生效。2開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫或按此電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)。3“文獻(xiàn)綜述應(yīng)按論文的格式成文，并直接書(shū)寫或打印在本開(kāi)

2、題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇不包括辭典、手冊(cè)，其中至少應(yīng)包括1篇外文資料；對(duì)于重要的參考文獻(xiàn)應(yīng)附原件復(fù)印件，作為附件裝訂在開(kāi)題報(bào)告的最后。4統(tǒng)一用A4紙，并裝訂單獨(dú)成冊(cè)，隨?畢業(yè)設(shè)計(jì)論文說(shuō)明書(shū)?等資料裝入文件袋中。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文開(kāi) 題 報(bào) 告1文獻(xiàn)綜述：結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)論文課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2500字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。 文獻(xiàn)綜述1. 引言 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速開(kāi)展，嵌入式系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的8位單片機(jī)已經(jīng)暴露了本身資源有限的缺點(diǎn)，越來(lái)越不能適應(yīng)日漸復(fù)雜的應(yīng)用需求，而隨

3、著32位處理器價(jià)格的不斷下降，采用更高性能的32位處理器作為嵌入式系統(tǒng)的核心成為更加合理的選擇。ARM處理器是目前公認(rèn)的業(yè)界領(lǐng)先的32位嵌入式RISC微處理器，已成為許多行業(yè)嵌入式解決方案的RISC標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)發(fā)一個(gè)集嵌入式控制、高速數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)通信于一體，并提供友好的人機(jī)操作界面的硬件平臺(tái)和多種總線接口，對(duì)于提高智能嵌入式系統(tǒng)可靠性、組網(wǎng)靈活性很有意義。2. 嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為根底，軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能，對(duì)可靠性、本錢、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)本身是一個(gè)外延極廣的名詞，但凡與產(chǎn)品結(jié)合在一起的具有嵌入式特點(diǎn)的控制系統(tǒng)都可以叫嵌

4、入式系統(tǒng)，而且有時(shí)很難以給它下一個(gè)準(zhǔn)確的定義。現(xiàn)在人們講嵌入式系統(tǒng)時(shí)，某種程度上指近些年比較熱的具有操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)。2.2 嵌入式系統(tǒng)的組成（1） 嵌入式微處理器：嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器是由通用計(jì)算機(jī)中的CPU演變而來(lái)的。它的特征是具有32位以上的處理器，具有較高的性能，當(dāng)然其價(jià)格也相應(yīng)較高。但與計(jì)算機(jī)處理器不同的是，在實(shí)際嵌入式應(yīng)用中，只保存和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件，去除其他的冗余功能局部，這樣就以最低的功耗和資源實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求。和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、本錢低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。 嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)可以采用馮

5、·諾依曼體系或哈佛體系結(jié)構(gòu)；指令系統(tǒng)可以選用精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)Reduced Instruction Set Computer，RISC和復(fù)雜指令系統(tǒng)CISCComplex Instruction Set Computer，CISC。RISC計(jì)算機(jī)在通道中只包含最有用的指令，確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令，從而提高了執(zhí)行效率并使CPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更為簡(jiǎn)單。（2） 嵌入式操作系統(tǒng)：嵌入式操作系統(tǒng)Embedded Operation System，EOS是一種用途廣泛的系統(tǒng)軟件，過(guò)去它主要應(yīng)用與工業(yè)控制和國(guó)防系統(tǒng)領(lǐng)域。EOS負(fù)責(zé)嵌入系統(tǒng)的全部軟、硬件資源的分配、任務(wù)調(diào)度，控制、協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)

6、。它必須表達(dá)其所在系統(tǒng)的特征，能夠通過(guò)裝卸某些模塊來(lái)到達(dá)系統(tǒng)所要求的功能。目前，已推出一些應(yīng)用比較成功的EOS產(chǎn)品系列。隨著Internet技術(shù)的開(kāi)展、信息家電的普及應(yīng)用及EOS的微型化和專業(yè)化，EOS開(kāi)始從單一的弱功能向高專業(yè)化的強(qiáng)功能方向開(kāi)展。嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效性、硬件的相關(guān)依賴性、軟件固化以及應(yīng)用的專用性等方面具有較為突出的特點(diǎn)。EOS是相對(duì)于一般操作系統(tǒng)而言的，它具有了一般操作系統(tǒng)最根本的功能，任務(wù)調(diào)度、同步機(jī)制、中斷處理、文件處理等。操作系統(tǒng)又分：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) ，分時(shí)操作系統(tǒng) ，多任務(wù)操作系統(tǒng)。 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)有：uC/OS II uCLinux 嵌入式Linux V

7、xWorks Android Windows CE pSOS .(3) 外圍硬件設(shè)備 2.3 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) 1系統(tǒng)內(nèi)核小. 2專用性強(qiáng)。 3系統(tǒng)精簡(jiǎn). 4高實(shí)時(shí)性的系統(tǒng)軟件(OS)是嵌入式軟件的根本要求。而且軟件要求固態(tài)存儲(chǔ)，以提高速度；軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性。 5嵌入式軟件開(kāi)發(fā)要想走向標(biāo)準(zhǔn)化，就必須使用多任務(wù)的操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序可以沒(méi)有操作系統(tǒng)直接在芯片上運(yùn)行；但是為了合理地調(diào)度多任務(wù)、利用系統(tǒng)資源、系統(tǒng)函數(shù)以及和專家?guī)旌瘮?shù)接口，用戶必須自行選配RTOSRealTime Operating System開(kāi)發(fā)平臺(tái)，這樣才能保證程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、可靠性，并減少開(kāi)發(fā)時(shí)間，保障

8、軟件質(zhì)量。 6嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境。由于其本身不具備自舉開(kāi)發(fā)能力，即使設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也是不能對(duì)其中的程序功能進(jìn)行修改的，必須有一套開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開(kāi)發(fā)，這些工具和環(huán)境一般是基于通用計(jì)算機(jī)上的軟硬件設(shè)備以及各種邏輯分析儀、混合信號(hào)示波器等。開(kāi)發(fā)時(shí)往往有主機(jī)和目標(biāo)機(jī)的概念，主機(jī)用于程序的開(kāi)發(fā)，目標(biāo)機(jī)作為最后的執(zhí)行機(jī)，開(kāi)發(fā)時(shí)需要交替結(jié)合進(jìn)行。3 ARM9 硬件平臺(tái)以及Linux在ARM硬件平臺(tái)上移植的實(shí)現(xiàn) 1.ARM9硬件平臺(tái)概述：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的飛速開(kāi)展和3C(計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)電子)的融合，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域。高度集成化的SOC技術(shù)、軟核與硬核同步開(kāi)展

9、的SOPC技術(shù)、與DSP技術(shù)融合、開(kāi)發(fā)和調(diào)試手段不斷完善、軟件工程師思想融入嵌入式軟件等已經(jīng)稱為嵌入式開(kāi)發(fā)的新特點(diǎn)。 ARM平臺(tái)是目前使用廣泛的主流的嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu)。本次移植采用斯道ARM9開(kāi)發(fā)板作為硬件平臺(tái)，其根本構(gòu)成為核心板和底板(外設(shè)板或根本板)，核心板上集成了SamsungS3C2440處理器、64 M的FLASH和64M的SDRAM，為應(yīng)用研發(fā)提供了足夠的空間，基板那么提供了豐富的外圍接口。此完整的應(yīng)用系統(tǒng)具有體積小、耗電低、處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠裝載和運(yùn)行嵌入式Linux操作系統(tǒng)。用戶可以在這個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)上自主進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。 2 Linux內(nèi)核及處理器 1 目前用于嵌入式Lin

10、ux系統(tǒng)的內(nèi)核大多數(shù)使用24x版，然而，隨著嵌入式微處理器性能的不斷增強(qiáng)及其應(yīng)用范圍的日趨擴(kuò)大，Linux-26版內(nèi)核由于其針對(duì)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的顯著特點(diǎn)，必將會(huì)越來(lái)越多的被應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)移植與開(kāi)發(fā)Linux系統(tǒng)之中。本次采用的是Linux-26版內(nèi)核。 2 vivi是韓國(guó)mizi公司開(kāi)發(fā)的bootloader，適用于ARM9處理器，支持S3C2440X嵌入式ARM-Linux移植的應(yīng)用處理器。和所有的bootloader一樣，vivi也有兩種工作模式，即啟動(dòng)加載模式和下載模式。啟動(dòng)加載模式指在一段時(shí)間后(這個(gè)時(shí)間可更改)自行啟動(dòng)Linux內(nèi)核，它是vivi的默認(rèn)模式。下載模式那么是指vivi

11、為用戶提供一個(gè)命令行接口，用戶可通過(guò)接口使用命令。 3.系統(tǒng)移植方案:本次移植使用ARM9開(kāi)發(fā)板，通過(guò)跳線方式設(shè)置OM1：0引腳來(lái)支持NAND Flash啟動(dòng)模式，因此，移植方案使用NAND Flash+SDRAM的存儲(chǔ)模式，bootloader放在SDRAM中，內(nèi)核和文件系統(tǒng)都放在NAND Flash中，根據(jù)選用的方案，整個(gè)系統(tǒng)移植要做的工作包括兩方面： (1)Bootloader：為裝載操作系統(tǒng)內(nèi)核，支持NAND Flash及網(wǎng)絡(luò)下載和串口通信，從而方便嵌人式ARMLinux移植以開(kāi)發(fā)調(diào)試。(2)Linux系統(tǒng)：支持NAND Flash，并移植Cramfs+Yaffs混合文件系統(tǒng)；支持NF

12、S文件系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)通信、串口等。1通?？梢圆捎靡韵聝煞N方法進(jìn)行Linux內(nèi)核移植工作：1。從頭設(shè)計(jì)。即采用“自底向上的設(shè)計(jì)方法，從硬件的需求考慮逐步的采用分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試。這種方法比較適合針對(duì)一種全新的硬件平臺(tái)開(kāi)展移植工作。2.修改已有的代碼。如前所述，Linux已經(jīng)可以在多種體系結(jié)構(gòu)中運(yùn)行，那么，我們可以參考相近的體系結(jié)構(gòu)的代碼，只修改與我們的目標(biāo)硬件平臺(tái)不同的局部即可。這種方法的難點(diǎn)在于開(kāi)發(fā)人員除了要了解目標(biāo)硬件平臺(tái)外。還必須對(duì)已支持的軟硬件有一個(gè)較好的理解。本次研究的移植工作就是采用了這種開(kāi)發(fā)方法。(2)對(duì)于系統(tǒng)移植而言，Linux實(shí)際上是由兩個(gè)比較獨(dú)立的局部所構(gòu)成，即內(nèi)核局部和系統(tǒng)

13、局部。通常啟動(dòng)一個(gè)Linux系統(tǒng)的過(guò)程為：一個(gè)不隸屬于任何操作系統(tǒng)的加載程序?qū)inux局部?jī)?nèi)核調(diào)入內(nèi)存，并將控制權(quán)交給內(nèi)存中Linux內(nèi)核的第一行代碼，這樣就完成了加載程序的工作。此后Linux要將自己的剩余局部全部加載到內(nèi)存，初始化所有的設(shè)備，在內(nèi)存中建立好所需的數(shù)據(jù)構(gòu)(有關(guān)進(jìn)程、設(shè)備、內(nèi)存等)。此時(shí)，內(nèi)核已經(jīng)可以控制所有硬件設(shè)備。而后轉(zhuǎn)入系統(tǒng)局部，操作并使用這些硬件設(shè)備。接下來(lái)內(nèi)核加載根設(shè)備并啟動(dòng)init守護(hù)進(jìn)程，init守護(hù)進(jìn)程會(huì)根據(jù)配置文件加載文件系統(tǒng)、配置網(wǎng)絡(luò)、效勞進(jìn)程及終端等。一旦終端初始化完畢，我們就會(huì)看到系統(tǒng)的歡送界面了。概括說(shuō)來(lái)，一局部?jī)?nèi)核初始化和控制絕大局部硬件設(shè)備，為內(nèi)

14、存管理、進(jìn)程管理、設(shè)備讀寫等做好一切準(zhǔn)備工作；另一局部系統(tǒng)加載必需的設(shè)備，配置各種環(huán)境以便用戶可以使用整個(gè)系統(tǒng)。(3) 內(nèi)核移植由五個(gè)功能局部組成：進(jìn)程管理(包括調(diào)度和通信)、內(nèi)存管理、設(shè)備驅(qū)動(dòng)、虛擬文件系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)，它們之間存在復(fù)雜的調(diào)用關(guān)。 4內(nèi)核移植過(guò)程：首先在通用計(jì)算機(jī)上編寫程序，然后通過(guò)交叉編譯生成目標(biāo)平臺(tái)上運(yùn)行的二進(jìn)制代碼格式，最后再下載到目標(biāo)平臺(tái)計(jì)算機(jī)的特定位置上運(yùn)行。Linux內(nèi)核移植過(guò)程如下：1.建立移植所必須的交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境。需準(zhǔn)備兩臺(tái)計(jì)算機(jī)，一臺(tái)用作修改編譯Linux內(nèi)核，另一臺(tái)用作移植Linux內(nèi)核。2.編寫和修改Linux內(nèi)核。在通用計(jì)算機(jī)上修改和編寫新的內(nèi)核代碼，編譯出

15、新的Linux內(nèi)核。3.調(diào)試新的Linux內(nèi)核。將編譯后生成的新Linux內(nèi)核加載到目標(biāo)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行運(yùn)行和調(diào)試，這個(gè)調(diào)試的過(guò)程就是交叉調(diào)試。4 電子相冊(cè) 電子相冊(cè)是指可以欣賞的區(qū)別于CDVCD的靜止圖片的特殊文檔，其內(nèi)容不局限于攝影照片，也可以包括各種藝術(shù)創(chuàng)作圖片。電子相冊(cè)具有傳統(tǒng)相冊(cè)無(wú)法比較的優(yōu)越性：圖、文、聲、像并茂的表現(xiàn)手法，隨意修改編輯的功能，快速的檢索方式，永不褪色的恒久保存特性，以及廉價(jià)復(fù)制分發(fā)的優(yōu)越手段。3D電子相冊(cè)：3D電子相冊(cè)是區(qū)別于一般的平面電子相冊(cè)。它是立體的。運(yùn)用PS等工具將照片中的人物輪廓摳出來(lái)，參加場(chǎng)景模板，形成一種身臨其境的專業(yè)性很強(qiáng)的一種相冊(cè)模式。新生產(chǎn)品，有別

16、于AE。其中相冊(cè)的模板是專業(yè)性，技術(shù)性要求很高的產(chǎn)品。3D電子相冊(cè)很有希望成為未來(lái)電子相冊(cè)的主流。 文獻(xiàn)資料1.嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、編程與設(shè)計(jì) (作者：印度卡莫爾，賈建斌，李化譯) 清華大學(xué)出版社 2.Linux高級(jí)程序設(shè)計(jì) 第二版 楊宗德 鄧玉春 著 人民郵電出版社3.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)現(xiàn)代方法 第二版 【美】K.N.King 著 人民郵電出版社4.Linux從入門到精通 清華大學(xué)出版社5.Linux程序設(shè)計(jì) 第二版 Neil Matthew Richard Stnes 著 機(jī)械工業(yè)出版社6.Linux內(nèi)核設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 【美】Robert Love 著 機(jī)械工業(yè)出版社 7.操作系統(tǒng)原理及其應(yīng)用 王

17、紅 主編 中國(guó)水利水電出版社8.C+Primer 第三版 Stanly B Lippman Josee Lajoie 著 中國(guó)電力出版社 環(huán)境高級(jí)編程 人民郵電出版社 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文開(kāi) 題 報(bào) 告開(kāi)題報(bào)告：一、課題的目的與意義；二、課題開(kāi)展現(xiàn)狀和前景展望；三、課題主要內(nèi)容和要求；四、研究方法、步驟和措施一 課題的目的與意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題能強(qiáng)化我們對(duì)根本知識(shí)和根本技能的理解和掌握,培養(yǎng)我們收集資料和調(diào)查研究的能力,一定的方案比較、論證的能力,一定的理論分析與設(shè)計(jì)運(yùn)算能力,進(jìn)一步提高應(yīng)用計(jì)算機(jī)的能力以及編寫編程能力。另外對(duì)培養(yǎng)全面獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,為我今后工作做好技術(shù)儲(chǔ)藏,都具有

18、十分重要意義。由于自己以前很少接觸嵌入式，所以會(huì)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到很多不明白的地方，通過(guò)深入的思考和研究，會(huì)使自己關(guān)于嵌入式方面的能力會(huì)有一定的提升。而且課題的知識(shí)可以把在大學(xué)里學(xué)到的很多課程都能聯(lián)系到一起，得到一個(gè)融合的作用。畢業(yè)設(shè)計(jì)是自己工作前的一個(gè)大工程，會(huì)對(duì)自己以后的工作及各方面都會(huì)起到非常大的作用。二 課題開(kāi)展現(xiàn)狀和前景展望 近幾年，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品日臻完善，并在全世界各行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的研制和應(yīng)用已經(jīng)成為我國(guó)信息化帶開(kāi)工業(yè)化、工業(yè)化促進(jìn)信息化開(kāi)展的新的國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。 隨著消費(fèi)家電的智能化，嵌入式更顯重要。像我們平常見(jiàn)到的 、PDA、電子字典、可視 、VCD/DVD/MP3Player、數(shù)字相機(jī)DC、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)DV、U-Disk 、機(jī)頂盒Set Top Box、數(shù)控設(shè)備或儀表、汽車電子、家電控制系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、航天航空設(shè)備等等，都是典型的嵌入式系統(tǒng)。據(jù)預(yù)測(cè)，隨著Internet的迅速開(kāi)展和廉價(jià)微處理器的出現(xiàn)，嵌入式系統(tǒng)將在日常生活里形成更大的應(yīng)用領(lǐng)域?；贏RM平臺(tái)的電子相冊(cè)比一般的電子相冊(cè)更加的具有優(yōu)越性和使用性?；贏RM平臺(tái)的3D電子相冊(cè)很有希望成為未來(lái)電子相冊(cè)的