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基于ARM9的LXI矩阵开关的研究与实现

作　者: 杨哲
导　师: 赵建
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: LXI 矩阵开关 ARM9 SCPI VXI-11
分类号: TP216.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 65次
引　用: 2次
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内容摘要


在自动测试领域,开关系统是整个自动测试系统的中心,人们对其可靠性,灵活性及自动化等方面提出了更高要求,研制高性能的开关系统是实现自动测试的重要前提。同时,为了进一步提高测控系统的灵活性,出现了一种新型模块化仪器总线技术——LXI。LXI总线是将目前非常成熟的以太网技术引入自动测试领域,以替代传统的仪器总线。本文提出了一种基于ARM9处理器,Linux操作系统的LXI矩阵开关系统方案。首先介绍了LXI总线标准以及发展现状,详细地分析了实现LXI矩阵开关的关键技术,提出了系统整体设计方案,并完成了矩阵开关模块硬件的设计和底层驱动程序的编写。接着在平台上完成了U-Boot的移植,Linux内核的裁剪与移植和YAFFS文件系统的制作,分析并研究LXI规范对LAN和Web的要求,实现了适用于LXI仪器系统的LAN配置和Web接口,给出了VXI-11的实现过程,从而使LXI仪器支持发现与识别功能。接着,实现了一种易于移植的SCPI解释器,并针对LXI矩阵开关,设计了相应的SCPI指令集。最后,本文详细阐述了具体的测试内容和测试方法,对LXI矩阵开关进行了测试。测试结果表明,系统设计合理,测试应用程序运行稳定,LXI接口工作可靠,矩阵开关模块技术指标符合设计要求。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 选题背景  8-12
    1.1.1 测控总线发展概况  8-9
    1.1.2 LXI 总线标准简介及特点  9-11
    1.1.3 LXI 总线仪器系统体系结构  11-12
  1.2 国内外研究状况  12-13
    1.2.1 国外研究概况  12
    1.2.2 国内研究概况  12-13
  1.3 课题研究背景及意义  13
    1.3.1 任务来源背景  13
    1.3.2 本课题研究内容及意义  13
  1.4 主要工作内容  13-16
第二章 LXI 矩阵开关总体方案论证和关键技术研究  16-30
  2.1 矩阵开关方案设计  16-20
    2.1.1 矩阵开关概述  16-19
    2.1.2 矩阵开关的实现方案论证  19-20
  2.2 LXI 的关键技术研究  20-26
    2.2.1 LAN 的配置  20-21
    2.2.2 Web 浏览器接口  21
    2.2.3 网络发现机制  21-22
    2.2.4 程控命令SCPI  22-23
    2.2.5 IVI 驱动程序  23-26
  2.3 系统整体方案设计  26-29
    2.3.1 硬件方案设计  26-28
    2.3.2 软件方案设计  28-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章 LXI 矩阵开关硬件系统的设计与实现  30-44
  3.1 ARM 微处理器概述  30-32
    3.1.1 ARM 简介  30-31
    3.1.2 ARM9 微处理器系列及特点  31-32
  3.2 控制器硬件平台  32-38
    3.2.1 UP-Star2410 平台结构  32
    3.2.2 通用I/O 接口  32-34
    3.2.3 DM9000 接口电路  34-36
    3.2.4 液晶显示模块  36-38
    3.2.5 电源模块  38
  3.3 矩阵开关模块设计  38-42
    3.3.1 开关阵列  39-41
    3.3.2 控制驱动电路  41-42
  3.4 本章小结  42-44
第四章 LXI 矩阵开关软件系统的设计与实现  44-88
  4.1 嵌入式操作系统的选择  44-46
  4.2 嵌入式Linux 软件开发流程  46-47
  4.3 Linux 在S3C2410 平台上的移植  47-58
    4.3.1 Bootloader 的移植  48-54
    4.3.2 Linux 内核的移植  54-55
    4.3.3 构建Linux 根文件系统  55-58
  4.4 基于Linux 的设备驱动开发  58-65
    4.4.1 设备驱动概述[20][22]  58-60
    4.4.2 字符设备驱动开发流程[28]  60-64
    4.4.3 矩阵开关控制程序设计  64-65
  4.5 LXI 仪器LAN 配置的设计与实现  65-71
    4.5.1 LAN 配置实现流程  65-66
    4.5.2 DHCP 和Auto-IP 实现IP 的自动分配  66-70
    4.5.3 IP 冲突检测  70-71
  4.6 LXI 仪器Web 控制方式的设计与实现  71-75
    4.6.1 Web 服务器的移植和配置  71-74
    4.6.2 CGI 实现服务器动态技术[22]  74-75
  4.7 LAN 发现与识别  75-80
    4.7.1 VXI-11 简介  76
    4.7.2 VXI-11 在LXI 仪器中的实现  76-78
    4.7.3 LXI 矩阵开关的发现与识别  78-80
  4.8 SCPI 解析器的实现  80-86
    4.8.1 SCPI 命令解析器的设计与实现  80-84
    4.8.2 SCPI 指令集在LXI 矩阵开关上的应用  84-86
  4.9 本章小结  86-88
第五章 LXI 矩阵开关的测试  88-96
  5.1 测试环境与内容  88
  5.2 测试结果  88-94
    5.2.1 LAN 配置测试  88-90
    5.2.2 矩阵开关Web 控制功能测试  90-92
    5.2.3 矩阵开关性能测试  92-94
  5.3 本章小结  94-96
第六章 总结与展望  96-98
致谢  98-100
参考文献  100-102
附录 A  102-104
附录 B  104-106

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 自动检测仪器、仪表 > 自动测量仪表
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