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基于嵌入式Linux和Qt/E的数控系统软件设计

作　者: 赵俊旭
导　师: 马殿光
学　校: 上海交通大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 数控系统 嵌入式Linux 根文件系统 Qt OMAP3530
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着社会的发展和技术进步,数控系统的应用越来越广泛,数控系统的需求呈现出多样化的趋势。由于不同应用领域的功能和成本要求各不相同,以PC机为平台的传统数控系统已经无法完全满足市场的要求,这使得嵌入式技术逐渐进入该领域。嵌入式系统因其硬件平台的多样性,具有开发成本高、周期长、风险大和维护难等缺点,因而引入操作系统构建与硬件无关的开发平台成为主流的设计模式。Linux系统自1991年首次公开发表以来,因其灵活性、健壮性和开源的理念,应用领域越来越广,获得了来自社群和厂商的广泛支持,逐渐成为嵌入式应用中最重要的操作系统之一。本文首先对主流的数控系统硬件和软件平台进行了方案论证,分别从成本、设计复杂度、系统性能等角度分析比较,最终确定了以多核芯片OMAP3530为硬件平台,以嵌入式Linux为软件平台的嵌入式数控系统设计方案。在此基础上,本文具体研究了嵌入式Linux主机的开发环境和目标系统的运行环境、文件系统的构建、嵌入式Linux系统工具、应用软件的移植等系统构建等关键问题,为数控系统应用软件的开发构建了一个与硬件无关的通用平台。为充分利用OMAP系列的ARM+DSP的双核优势,研究和实现了ARM核与DSP核之间的通信,为数控中的插补运算提供了有力的技术手段。人机界面是用户体验最为关键的一项,本文通过对几个常用界面开发库的比较,最终选择了开源的界面应用库Qt作为开发工具,对其进行了详细的介绍,给出了开发的界面实例。最后测试了该嵌入式数控系统各个功能模块。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 课题研究背景  8
  1.2 国内外研究现状  8-10
    1.2.1 数控系统简介  8-9
    1.2.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 论文内容安排  10-12
第二章 数控系统整体方案设计和论证  12-20
  2.1 硬件平台论证  12-14
    2.1.1 PC 机平台  12-13
    2.1.2 嵌入式平台  13-14
  2.2 嵌入式操作系统论证  14-17
    2.2.1 嵌入式操作系统的特点  14-15
    2.2.2 Windows CE 与嵌入式Linux  15-17
  2.3 基于GNU/Linux 的产品版权与专利  17-19
    2.3.1 GNU 通用公共许可证和GNU 宽通用公共许可证  17-18
    2.3.2 其它常见开源协议  18-19
    2.3.3 本课题涉及的开源软件  19
  2.4 本章小结  19-20
第三章 系统开发环境设计  20-29
  3.1 开发环境设计  20-25
    3.1.1 宿主机开发环境  20-22
    3.1.2 宿主机/目标系统开发环境  22-23
    3.1.3 交叉开发工具链  23-25
  3.2 项目管理与调试  25-28
    3.2.1 编译管理工具  25
    3.2.2 程序调试工具  25-26
    3.2.3 终端模拟程序  26-27
    3.2.4 网络文件系统  27-28
  3.3 本章小结  28-29
第四章 文件系统设计  29-39
  4.1 嵌入式Linux 启动过程  29
  4.2 根文件系统设计  29-34
    4.2.1 Linux 系统下文件属性  30-31
    4.2.2 根文件系统的基本结构  31-32
    4.2.3 设备文件  32-34
  4.3 系统工具包  34-37
    4.3.1 初始化程序  34-35
    4.3.2 BusyBox 移植  35-37
  4.4 文件系统类型设计  37-38
  4.5 本章小结  38-39
第五章 系统应用开发  39-50
  5.1 OMAP 平台双核通信设计  39-42
    5.1.1 OMAP 架构与开发原理  39-40
    5.1.2 DVSDK 开发包  40-42
  5.2 嵌入式图形界面开发  42-49
    5.2.1 常用嵌入式图形库  42-44
    5.2.2 Qt/Embedded 和Tslib 库移植  44-46
    5.2.3 数控界面设计  46-49
  5.3 本章小结  49-50
第六章 系统测试  50-58
  6.1 文件系统系统测试  50-54
    6.1.1 挂载根文件系统  50-52
    6.1.2 初始化脚本及系统工具测试  52-53
    6.1.3 动态设备文件测试  53-54
  6.2 ARM 与DSP 双核通信测试  54-55
  6.3 图形界面功能测试  55-57
  6.4 本章小结  57-58
第七章 总结与展望  58-61
  7.1 总结  58-60
  7.2 展望  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  65-68
附件  68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 微处理机
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