基于s3c2410与linux的嵌入式绣花机控制器研究

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1、(3)采用基于工控机作为主控制器，该系统可以采用STD总线或PCI04技术，其中的STD总线系统由于采用标准模板，因此设计方便，可靠性容易保证，但系统资源费用大，成本高。而PCI04技术软件可重用模块较多，其中的文件系统、USB接口、LCD控制器接口以及网络接口都己具备，因此可以缩短开发周期，降低开发难度，但系统的片上资源和可扩展口较少，需要制作专用的接口来控制其他设备，所以该控制器的成本较高，产品体积较大【14】【15】。国外高端绣花机控制器均采用基于DSP+FPGA／CPLD、ARM等高性能嵌入式微处理器作为主控制器，使得产品整体体

2、积小，结构紧凑，可扩展性强；先进的实时嵌入式操作系统对系统管理，拥有数据处理功能强的特点，能够满足现代社会不同层次群体的要求。采用嵌入式技术研制绣花机控制系统，实现图形控制界面和驱动绣花机机械联动设备进行自动刺绣，可以解决目前国内绣花机由于缺少电脑控制系统导致的刺绣品花型单调、花色少、花型变换周期长、生产效率低、数据处理功能弱等方面的不足。1．2课题来源及研究意义本课题来源于2007合肥科技局重点项目，合科合同(工)字2007(1018)。嵌入式技术己经渗透到工业生产、自动控制、科学研究、军事技术及各类家用消费类电子设备的各个领域，而对

3、嵌入式操作系统的研究更是成为了开发中的热点。在保证系统稳定性的前提下，如何克服硬件相关性困难来提高操作系统的可移植性，实时性仍然是人们不断探索与追求的目标。本课题正是以嵌入式微处理器技术，嵌入式操作系统技术为基础，构造一款适用于电脑绣花机控制器的高效、稳定的嵌入式系统平台。特别是随着32位高性能嵌入式微处理器的推广和嵌入式Linux操作系统的良好表现，嵌入式技术涉及到的硬件软件技术，已成为目前最热门的技术之一。基于高性能嵌入式微处理器和嵌入式操作系统的嵌入式系统为电脑绣花机控制系统提供统一的、可伸缩的解决方案，因此，高端电脑绣花机的研制

4、成为可能。1．3主要工作内容本课题的主要目的是设计一款适用于高性能电脑绣花机控制器的高效、稳定的嵌入式系统平台。因此，主要研究内容是在以高性能的32位ARM处理器为核心的硬件平台上移植稳定、可靠的嵌入式Linux操作系统与文件系统，开发实现相应的设备驱动程序，实现友好的图形用户界面，并且在该嵌入式系统平台上实现了电脑绣花机控制系统的相关应用软件。具体包括以下内容：(1)嵌入式Linux的构建、移植。一个完整的嵌入式Linux系统需要以下的基本元素：引导装载程序、Linux内核、根文件系统、应用程序。引导装载程序和系统硬件紧密相关，不同的

5、处理器采用不同的引导装载程序，需要根据系统的硬件配置对引导装载程序进行配置，主要是设置处理器参数、内存地址分配、内存空间的映射、加载操作系统内核等。Linux内核的配置、移植，将主要是修改内核源代码树中各个文件夹下的配置文件，合理组织新的驱动程序，根据配置进行条件编译、条件链接，最终生成内核映像文件。而根文件系统负责以文件的方式管理系统的各种资源。(2)设备驱动程序研究与开发。嵌入式系统是面向应用、产品和用户的，所以Linux内核中一定会缺少对一些嵌入式设备的支持。因此需要分析Linux系统对设备的管理机制，分析设备驱动程序开发的原理，

6、从而能够开发出面向嵌入式设备的驱动程序，将这些驱动程序以模块的方式加到Linux的内核源代码中，可以选择直接编译进系统的内核映像，也可以作为可卸载模块，动态的加载。(3)图形控制界面设计。图形用户界面选用MiniGUI作为开发平台。MiniGUI是针对实时系统的嵌入式轻量级图形用户界面支持系统，具有多种运行方式，可配置、可裁减，同时具有高性能、高可靠性，能够在处理器主频为30MHz，4MRAM空间的系统上运行。MiniGUI遵循GPL条款发布，源代码公开，提供了完备的多窗口机制、消息传递机制，提供常用的控件类，支持对话框消息框，支持多字

7、符集多字体和JPG等常见图像格式，支持中文输入，还支持低端、高端显示设备。在电脑绣花机控制器系统上安装LCD显示器和触摸屏用来提供良好的人机操作接口，设计图形控制界面来动态地显示绣花机刺绣过程中的各种实时状态和参数。1．4本文结构安排本论文章节安排如下：第一章介绍了嵌入式系统的发展状况，绣花机控制器的发展现状、课题主要研究内容和意义。第二章首先介绍了绣花机控制器的硬件平台和系统的总体设计，简单介绍了所采用的嵌入式微控制器和嵌入式Linux操作系统；然后构建了宿主机开发环境；最后设计并移植了U．boot、嵌入式Linux和根文件系统，给出

8、了主要源代码的修改内容。第三章介绍了Linux系统的设备文件概念，探讨了设备文件与文件系统的关系；然后重点研究了Linux2．6内核的设备模型的底层实现机理，提出了基于Linux2．6内核的驱动程序开发模型