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基于ARM9的视频终端的研究与设计

作　者: 王旭东
导　师: 蒋朝根
学　校: 西南交通大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: ARM Linux At91RM9200 Qt/Embedded
分类号: TN919.82
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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引　用: 3次
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内容摘要

近年来，随着嵌入式系统、网络以及图像处理等技术的飞速发展，嵌入式网络与视频相结合的数据通信手段成为一个发展热点，它可以充分利用现有网络资源，方便地接入到10M/100M以太网中，从而部分取代早期采用的CAN总线、RS-232或RS-485总线组网方式。目前，以太网的覆盖范围越来越广，以太网用户越来越多，网络视频以其直观、方便、信息内容丰富的特点广泛应用于多种场合。选择在ARM处理器移植支持网络的嵌入式操作系统是视频终端的一种典型解决方案。本论文研究和设计了一种基于AT91RM9200芯片和嵌入式Linux的视频终端系统，包括系统硬件板的设计、U-Boot的编译与移植、Linux操作系统的移植等软件开发。该系统可以满足用户对远程设备控制和简单信息读取的需要。论文首先进行了系统的硬件系统设计。硬件系统主要由两部分组成，首要部分是AT91RM9200及其存储器部分，包括必要的辅助电路。存储器部分包括64MB SDRAM、8MB的Flash和2MB的Dataflash。SDRAM作为操作系统内核及应用程序运行的空间，Flash用作存储引导程序(BootRom)、Linux操作系统映像和应用程序等。其他部分是外围接口电路，包括串口电路、MCI接口电路、USB接口电路、以太网数据交换电路、JTAG接口电路、音频和显示接口电路等。论文还研究了AT91RM9200的启动过程和Linux内核，并移植了U-Boot和Linux操作系统，建立了Qt/Embedded交叉开发平台，移植了Mplayer。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-13
  1.1 嵌入式视频终端系统的研究背景  9-11
    1.1.1 嵌入式系统的广泛应用及嵌入式技术的发展  9
    1.1.2 嵌入式系统的特点  9-10
    1.1.3 嵌入式设备的联网技术  10
    1.1.4 嵌入式视频终端国内外现状  10-11
  1.2 嵌入式视频终端研究的意义  11
  1.3 系统设计的目标及主要工作  11-13
    1.3.1 硬件方面  12
    1.3.2 软件方面  12
    1.3.3 论文内容简介  12-13
第2章系统硬件设计和调试  13-38
  2.1 主控芯片的选择  13-15
  2.2 系统的结构与原理  15-16
  2.3 最小系统设计  16-20
    2.3.1 电源电路设计  16-17
    2.3.2 复位电路设计  17-18
    2.3.3 Flash 存储器 AT49BV6416 接口电路设计  18-19
    2.3.4 SDRAM 存储器 HY57V561620 接口电路设计  19
    2.3.5 ARM 处理器 JTAG 接口电路设计  19-20
  2.4 外围电路设计  20-32
    2.4.1 I~2C 总线  21
    2.4.2 两线接口(TWI)  21-22
    2.4.3 串行外设接口(SPI)  22-24
    2.4.4 串行接口电路  24-25
    2.4.5 USB 接口电路  25-27
    2.4.6 多媒体卡接口(MCI)电路  27-28
    2.4.7 10M/100M 以太网接口电路  28-30
    2.4.8 音频接口电路  30-31
    2.4.9 显示部分接口电路  31-32
  2.5 硬件系统的调试与测试  32-36
    2.5.1 电源、晶振及复位电路的测试  35
    2.5.2 JTAG 接口电路的测试  35
    2.5.3 10/100Mbps 以太网接口电路的测试  35-36
  2.6 硬件设计中的关键问题  36-37
    2.6.1 需要注意的 CPU 各重要引脚  36
    2.6.2 注意网络芯片 DM9161E 周围的走线  36
    2.6.3 需要注意的数字地和模拟地布线情况  36-37
  2.7 本章小结  37-38
第3章 U-Boot 移植  38-49
  3.1 AT91RM9200 的启动过程  38-44
    3.1.1 AT91RM9200 启动流程  38-41
    3.1.2 串行 DataFlash 下载  41-42
    3.1.3 串行两线 EEPROM 下载  42-43
    3.1.4 8位并行 Flash 下载  43-44
  3.2 U-Boot 的移植  44-49
    3.2.1 U-Boot 简介  44-45
    3.2.2 ELDK 环境的搭建  45
    3.2.3 U-Boot 的移植  45-48
    3.2.4 在 U-Boot 下运行程序  48-49
第4章 Linux 的移植  49-66
  4.1 几种常用嵌入式操作系统的比较  49-51
  4.2 嵌入式 Linux 以操作系统  51-55
    4.2.1 嵌入式 Linux 的技术发展  51-52
    4.2.2 嵌入式 Linux 操作系统内核分析  52-55
  4.3 Linux 在 AT91RM9200 上的移植  55-57
    4.3.1 获得 Linux 内核源码和相应的硬件 patch  55
    4.3.2 arm-linux 交叉编译环境  55
    4.3.3 配置内核  55-57
  4.4 BusyBox 的交叉编译  57-59
    4.4.1 下载 BusyBox  57
    4.4.2 配置编译 BusyBox  57-59
    4.4.3 建立 boot 文件  59
  4.5 制作初始 ramdisk 磁盘  59-63
    4.5.1 建立 ramdisk  60
    4.5.2 建立 ramdisk 文件系统  60-62
    4.5.3 整合 initrd  62-63
  4.6 编译整合 linux 内核和 initrd 成bootplmage  63
  4.7 下载 bootplmage 启动 Linux  63-66
第5章应用程序的移植  66-73
  5.1 Qt/Embeded 的开发环境的建立  66-70
    5.1.1 Qt/Embeded 简介  66-67
    5.1.2 Qt/Embeded 环境的建立  67-69
    5.1.3 交叉编译 Qt/Embedded 库  69-70
  5.2 Mplayer 在 ARM9 上的移植  70-73
    5.2.1 Mplayer 简介  70-71
    5.2.2 Mplayer 编译  71
    5.2.3 Mplayer 测试结果  71-73
第6章总结  73-74
  1、本文主要工作的总结  73
  2、本设计中存在的不足和对未来工作的展望  73-74
参考文献  74-77
致谢  77-78
攻读硕士学位期间发表的论文  78-79
附录  79-87
  附录 1.设计原理图  79-85
  附录 2.PCB图  85-87
  附录 3.实物图(正面/侧面)  87

基于ARM9的视频终端的研究与设计

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