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基于ARM嵌入式网关的设计

作　者: 王天辉
导　师: 赵晓军
学　校: 河北大学
专　业: 检测技术及其自动化装置
关键词: 嵌入式系统 Linux操作系统移植 Linux硬件驱动程序设计现场总线网关
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 113次
引　用: 2次
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内容摘要

随着网络技术的发展,网络化制造日益成为研究的热点。鉴于工业以太网技术尚未完善以及我国工业现场制造的技术水平,现场总线完全采用以太网技术时机尚不成熟,因此将现场总线和以太网连接是实现网络化制造的方式之一。本文来源于基于Internet的自动化设备智能维护系统的研究项目,实现此项目中自动维护终端和现场总线设备的数据通信。基于以上目的,本文提出一种连接现场总线CAN总线和以太网的嵌入式网关。该网关是利用高性能,低功耗的32位RISC结构处理器ARM,移植Linux系统实现智能网关,不但能够连接两种类型的网络,而且为以太网上的众多监控机提供服务端支持。本文所做的主要工作包括嵌入式网关的硬件设计与调试,Linux操作系统的移植,驱动程序的开发和具有简单以太网服务器功能的网关协议转换程序。经过实验验证,本文所设计的嵌入式网关达到预期的设计要求,实现两种类型网络的通信,实现以太网上的服务器功能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章引言  9-14
  1.1 课题来源  9-11
    1.1.1 课题背景  9
    1.1.2 CAN总线的优势和特点  9-11
  1.2 智能维护系统  11-12
    1.2.1 智能维护系统的组成  11-12
    1.2.2 本文所设计网关的创新点  12
  1.3 本文所做的工作  12-14
第2章嵌入式网关硬件设计  14-25
  2.1 嵌入式系统硬件  14-16
    2.1.1 嵌入式处理器  14-15
    2.1.2 存储器  15-16
  2.2 ARM处理器  16-18
    2.2.1 ARM处理器的特点  16
    2.2.2 S3C2410处理器  16-18
  2.3 主要接口器件选型  18
  2.4 硬件设计方案  18-24
  2.5 本章小结  24-25
第3章 Linux在嵌入式网关系统中的移植  25-41
  3.1 交叉编译环境的建立  25-26
  3.2 BootLoader移植  26-31
  3.3 Linux2.6.12内核的移植  31-34
    3.3.1 Linux2.6内核新的特性  31-32
    3.3.2 配置编译内核源码  32-34
  3.4 移植cramfs根文件系统  34-38
  3.5 烧写内核和根文件系统  38-40
  3.6 本章小结  40-41
第4章 CAN和以太网设备的驱动程序设计  41-50
  4.1 MCP2510设备驱动  41-46
    4.1.1 MCP2510结构介绍  41-42
    4.1.2 MCP2510 Linux驱动程序设计  42-46
  4.2 AX88796网络设备驱动程序  46-49
    4.2.1 Linux网络设备驱动程序的体系结构  46
    4.2.2 AX88796介绍  46
    4.2.3 移植AX88796驱动程序  46-49
  4.3 本章小结  49-50
第5章网关程序设计  50-62
  5.1 Linux下网络编程  50-52
    5.1.1 网络分层与Socket  50-51
    5.1.2 网络连接模式  51-52
  5.2 CAN总线控制器MCP2510应用程序设计  52-56
    5.2.1 CAN总线设备MCP2510设置  52-56
    5.2.2 CAN报文标识符与以太网IP对照表  56
  5.3 网关程序设计  56-59
    5.3.1 网关程序的功能要求  56-57
    5.3.2 网关程序流程设计  57-59
    5.3.3 编译程序和系统自动运行程序  59
  5.4 实验结果  59-61
  5.5 本章小结  61-62
第6章总结与展望  62-63
  6.1 论文工作总结  62
  6.2 尚待进一步研究的工作  62-63
参考文献  63-65
攻读硕士学位期间发表论文情况  65-66
致谢  66

基于ARM嵌入式网关的设计

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