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基于VxWorks的LXI接口软件设计

作　者: 谭灰庆
导　师: 孟升卫
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: LXI仪器 VxWorks Web服务器 DHCP VXI-11
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 63次
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内容摘要

随着嵌入式技术和LXI技术的发展, LXI仪器的开发变得越来越简单模块化,而且LXI仪器使用的嵌入式操作系统也变得多样化。相对于LXI仪器使用较多的嵌入式操作系统Linux,实时操作系统VxWorks的使用较少。本文设计的基于VxWorks系统下的LXI接口软件,有利于推广实时系统在LXI仪器中的应用,升级现有自动测试系统。本文介绍了基于AT91RM9200的LXI接口板的VxWorks系统移植,采用u-boot引导bootrom,再由bootrom引导VxWorks的方式。调试阶段bootrom从网络加载VxWorks映像,调试完毕后bootrom从LXI接口板Flash的TFFS文件系统中加载VxWorks映像。本文还设计了VxWorks系统下的内存文件系统,并将内存文件系统通过NFS Server映射为Windows的虚拟盘符,可以在Windows下直接通过复制粘贴方式将文件拷贝到VxWorks系统中。本文介绍了VxWorks系统下的设备驱动程序编写,针对LXI接口板的硬件系统资源设计了相关设备的驱动接口软件。驱动接口软件包括GPIO设备驱动接口软件设计如1588指示灯、LAN指示灯、总线驱动芯片16245等,LXI接口板的触发FPGA的控制接口软件设计和LXI功能板FPGA的控制接口软件设计,基于TWI接口的EEPROM驱动接口软件设计和实时时钟RTC驱动接口软件设计,flash中TFFS文件系统的创建,ARM的IRQ中断服务程序设计。本文还介绍了LXI接口板的应用接口软件设计:VxWorks系统下SCPI命令解析器的设计,GoAhead Web服务器的移植,基于Cgi程序的LXI LAN发现、LAN配置接口设计,基于Java Applet的仪器控制接口设计,LXI仪器的DHCP Client接口设计,LXI仪器VXI-11发现接口设计,本文还介绍了LXI仪器的LAN同步触发、1588时钟同步触发和硬件线同步触发。本文最后通过测试验证了LXI接口板VxWorks系统移植成功,驱动接口软件运行正确,应用接口软件运行正确,测试结果表明在VxWorks系统下开发LXI接口软件是可行的。摘要是论文内容的高度概括,应具有独立性和自含性,即不阅读论文的全文,就能获得必要的信息。摘要应包括本论文的目的、主要研究内容、研究方法、创造性成果及其理论与实际意义。摘要中不宜使用公式、化学结构式、图表和非公知公用的符号与术语,不标注引用文献编号,同时避免将摘要写成目录式的内容介绍。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题研究的目的和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 基于嵌入式系统的LXI仪器  10-11
    1.2.2 VxWorks操作系统简介  11-13
  1.3 主要研究内容  13
  1.4 本文结构  13-15
第2章需求分析及VXWORKS操作系统移植  15-28
  2.1 软件需求分析  15-18
    2.1.1 接口板硬件结构与软件架构  15-16
    2.1.2 VxWorks移植分析  16-17
    2.1.3 驱动接口软件分析  17
    2.1.4 应用接口软件分析  17-18
  2.2 VXWORKS开发工具TORNADO介绍  18-19
  2.3 VXWORKS的移植  19-24
    2.3.1 VxWorks的引导过程  19-21
    2.3.2 VxWorks的BSP移植过程  21-24
  2.4 VXWORKS与WINDWOS间文件拷贝  24-27
    2.4.1 VxWorks内存文件系统创建  25-26
    2.4.2 VxWorks NFS Server创建  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第3章 LXI接口板的驱动接口软件设计  28-44
  3.1 VXWORKS设备驱动程序简介  28-31
    3.1.1 VxWorks 中的I/O系统结构  28-29
    3.1.2 VxWorks 中设备驱动分类  29-31
  3.2 LXI接口板系统资源软件接口  31-32
  3.3 GPIO设备驱动程序实现  32-35
    3.3.1 LXI接口板LAN LED控制  33-34
    3.3.2 LXI接口板1588 LED控制  34-35
    3.3.3 LXI接口板其它GPIO口控制  35
  3.4 FPGA设备控制驱动程序实现  35-37
    3.4.1 LXI功能板FPGA控制驱动  36
    3.4.2 LXI接口板触发FPGA控制驱动  36-37
  3.5 TWI接口设备驱动程序实现  37-39
    3.5.1 RTC实时时钟驱动实现  37-38
    3.5.2 EEPROM存储驱动实现  38-39
  3.6 FLASH中TFFS文件系统的创建  39-40
  3.7 ARM IRQ中断服务程序  40-42
    3.7.1 1588 中断服务程序  40-41
    3.7.2 触发测量中断服务程序  41-42
  3.8 本章总结  42-44
第4章 LXI接口板的应用接口软件设计  44-63
  4.1 SCPI命令解析器的实现  44-45
  4.2 LXI仪器WEB接口实现  45-52
    4.2.1 嵌入式Web服务器简介  45-46
    4.2.2 VxWorks下GoAhead移植  46-48
    4.2.3 Cgi程序编写  48-50
    4.2.4 Java Applet程序编写  50-52
  4.3 DHCP CLIENT的实现  52-53
  4.4 VXI-11 的实现  53-56
    4.4.1 RPC远程过程调用  53-55
    4.4.2 基于RPC的VXI-11 发现  55-56
  4.5 LXI同步触发接口  56-61
    4.5.1 基于LAN消息的触发  57
    4.5.2 基于IEEE1588 时钟同步触发  57-60
    4.5.3 基于硬件触发总线的同步触发  60-61
  4.6 本章小结  61-63
第5章基于VXWORKS的LXI接口软件测试  63-70
  5.1 测试环境  63
  5.2 接口软件测试  63-69
    5.2.1 VxWorks启动测试  64-65
    5.2.2 VXI-11 发现测试  65-66
    5.2.3 DHCP动态IP获取测试  66
    5.2.4 Web页面接口测试  66-69
  5.3 本章小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-74
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  74-76
致谢  76

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