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MIPS体系下的Linux移植研究与实现

作　者: 张雪虎
导　师: 谭献海
学　校: 西南交通大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: MIPS Linux 移植 设备驱动
分类号: TP316.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 88次
引　用: 0次
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内容摘要


计算机网络的高速发展导致对路由器软件和硬件的要求越来越高。MIPS (microprocessor without interlocked pipeline stages)作为一种CPU体系架构从初始设计就着眼于高性能商业计算领域,特别适合用在路由器、宽带接入、机顶盒等场合。而操作系统Linux以其稳定性好,可靠性高,源代码公开,可裁剪,版权免费等优点,越来越受到人们的青睐,成为嵌入式操作系统研究的热点。将Linux应用到MIPS体系硬件平台中能够充分发挥它们各自的优势,带来巨大的经济效益,也是嵌入式技术的一个发展方向。国内在嵌入式Linux系统移植方面的研究主要集中在ARM体系平台之上,对于MIPS平台下的Linux系统移植的研究还比较少。本文以某通信公司的一个预研项目为研究背景,深入研究MIPS体系结构下Linux操作系统移植的方案及其实现问题。本文首先详细分析了MIPS体系结构下Linux操作系统移植的功能需求,包括硬件需求与软件需求。根据需求分析结果设计系统的软硬件总体方案,然后对整个MIPS体系结构下嵌入式Linux系统的开发方案进行设计。本文重点研究如何实现Linux系统移植到一款其不支持的处理器和开发板,包括移植前的准备工作,例如开发环境的搭建和Linux内核目录结构。接着给出了MIPS体系下的Bootloader功能与实现方法。在对MIPS平台下Linux的启动过程进行仔细研究分析的基础上,对Linux内核中MIPS体系内存的初始化进行了设计与实现。结合MIPS处理器的异常处理原理,完成了WinPath3处理器中断控制和定时器详细设计、编码与实现。然后针对开发板的外围设备以太网卡驱动进行设计与实现,最后确定根文件系统的类型,并对整个移植过程进行了总结。论文最后对Linux内核进行配置和编译,实现nfs根文件系统,最终搭建完整的系统环境并进行测试,给出测试结果。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-13
  1.1 课题来源与选题依据  10
  1.2 研究现状分析  10-11
  1.3 本文的主要工作  11-12
  1.4 论文的组织结构  12-13
第2章 系统需求分析与总体设计  13-24
  2.1 系统需求分析  13-14
    2.1.1 硬件需求分析  13
    2.1.2 操作系统软件需求分析  13-14
  2.2 总体方案选择  14-20
    2.2.1 系统硬件平台  14-17
    2.2.2 MIPS处理器简介  17-19
    2.2.3 嵌入式操作系统选择  19-20
  2.3 总体方案设计  20-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章 MIPS下Linux移植的设计与实现  24-60
  3.1 开发环境的搭建  24-25
  3.2 移植前的准备工作  25-27
    3.2.1 Linux内核版本选择  25-26
    3.2.2 Linux内核目录结构  26-27
  3.3 Bootloader的设计与实现  27-29
    3.3.1 MIPS存储管理  27-28
    3.3.2 Bootloader功能设计  28-29
    3.3.3 WDS3下的Bootloader设计与实现  29
  3.4 Linux内核移植  29-46
    3.4.1 MIPS体系下Linux启动过程  30-33
    3.4.2 初始化内存映射的设计与实现  33-35
    3.4.3 中断控制设计与实现  35-46
    3.4.4 定时器设计与实现  46
  3.5 Linux设备驱动的设计与实现  46-55
    3.5.1 WDS3开发板的以太网卡硬件结构  47-49
    3.5.2 以太网卡驱动的设计与实现  49-55
  3.6 Linux移植的外围工作  55-57
  3.7 根文件系统选型  57-59
  3.8 本章小结  59-60
第4章 系统部署与测试  60-75
  4.1 Linux内核配置与编译  60-64
  4.2 NFS根文件系统实现  64-71
    4.2.1 NFS根文件系统制作  64-70
    4.2.2 NFS根文件系统环境搭建  70-71
  4.4 系统测试  71-74
    4.4.1 Bootloader测试  71-72
    4.4.2 Linux内核测试  72-73
    4.4.3 根文件系统测试  73-74
  4.5 本章小结  74-75
总结与展望  75-77
致谢  77-78
参考文献  78-81
在读期间的科研和论文发表情况  81

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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 > 计算机软件 > 操作系统 > 网络操作系统 > UNIX操作系统
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