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基于VxWorks的PXIe嵌入式控制软件开发

作　者: 田启贲
导　师: 凤雷
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: VxWorks 嵌入式控制器 PXI Express PowerPC
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
引　用: 0次
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内容摘要


随着数据量和信息量的急剧攀升，对嵌入式系统的响应速度和实时性提出了越来越苛刻的要求，高速度的PXI Express总线技术与实时性卓越的VxWorks操作系统的结合势必成为嵌入式系统的发展趋势。针对上述需求，本文进行了基于VxWorks的PXI Express嵌入式控制软件开发工作。PXI Express嵌入式控制器以性能优异的基于PowerPC（the PerformanceOptimization With Enhanced RISC PC）架构的MPC8536处理器为核心。本文根据PXI Express嵌入式控制器的结构特点和VxWorks操作系统的架构，实现了VxWorks操作系统向PXI Express嵌入式控制器的移植，主要包括PXI Express嵌入式控制器BSP（Board Support Package）的开发和操作系统的裁剪与定制两部分的工作。在实现操作系统的移植基础上，本文接着进行了PXI Express嵌入式控制器的网络设备、USB接口等通用计算机接口的驱动开发和TFFS文件系统的实现等。针对PXIe和PXI两类典型设备，本文编写了一套符合统一标准的仪器访问接口的I/O库。基于此I/O库实现了PXI Express嵌入式控制器的两个外设——AD数据采集模块和继电器开关模块驱动程序和应用程序的开发，这对不同厂商研制的PXI Express外设模块的驱动开发和应用程序的卡法具有普遍的参考意义。本文最后进行了系统测试，对整个PXI Express嵌入式控制器组成的系统进行了VxWorks操作系统运行的测试、设备驱动程序的测试、PXIe外设功能模块的测试。测试结果表明，VxWorks系统能够在PXI Express嵌入式控制器稳定高效地运行，各设备驱动正常工作，系统可控制PXIe外设功能模块实现其功能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-12
  1.1 研究的目的和意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 PXI Express 嵌入式控制器研究现状  9-10
    1.2.2 VxWorks 实时操作系统发展现状  10-11
  1.3 主要研究内容与论文结构  11-12
第2章 系统需求分析及方案设计  12-17
  2.1 需求分析  12-14
  2.2 方案设计  14-16
    2.2.1 开发环境  14-15
    2.2.2 开发流程  15-16
  2.3 本章小结  16-17
第3章 VxWorks 操作系统的移植  17-29
  3.1 PXI Express 控制器的 BSP 开发  17-24
    3.1.1 BSP 的概念及功能  17-18
    3.1.2 BSP 相关文件分析  18-20
    3.1.3 BSP 的开发流程  20-21
    3.1.4 BSP 的配置与修改  21-24
  3.2 VxWorks 操作系统的移植  24-28
    3.2.1 VxWorks 映像文件类型  24-25
    3.2.2 VxWorks 映像启动流程  25-27
    3.2.3 VxWorks 映像的生成与调试  27-28
  3.3 本章小结  28-29
第4章 设备驱动及应用程序开发  29-54
  4.1 设备驱动程序开发  29-48
    4.1.1 VxWorks 下设备驱动分析  29-33
    4.1.2 网络设备驱动程序的实现  33-40
    4.1.3 Flash 中 TFFS 文件系统的实现  40-46
    4.1.4 PXIe 设备驱动程序开发  46-48
  4.2 PXIe 接口 I/O 库的编写  48-51
  4.3 应用程序开发  51-53
    4.3.1 PXIe 外设 AD 数采模块的采数控制  51-53
    4.3.2 PXIe 外设继电器模块的访问与控制  53
  4.4 本章小结  53-54
第5章 驱动程序及系统功能测试  54-61
  5.1 调试方案  54
  5.2 最小系统测试  54-56
  5.3 设备驱动测试  56-58
    5.3.1 网络接口测试  56
    5.3.2 USB 接口测试  56-57
    5.3.3 TFFS 文件系统测试  57-58
  5.4 PXIe 外设模块功能测试  58-59
    5.4.1 AD 数采模块的采数控制测试  58-59
    5.4.2 继电器开关模块的访问测试  59
  5.5 本章小结  59-61
结论  61-62
参考文献  62-66
致谢  66

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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 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
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