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便携超声诊断设备的嵌入式Linux系统移植与实现

作　者: 胡杰男
导　师: 王强
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 嵌入式Linux 设备驱动 文件系统 NIOS II
分类号: O426.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


由于低强度超声对人体组织不产生损伤,使超声图像诊断成为医学图像诊断的首选技术。现代医学超声诊断仪已是最新医学超声基础理论研究、新型压电材料和超声换能器研制、计算机处理、声成像技术与信息传输技术相结合的产物。便携超声诊断设备以其小型化、智能化、宽频带化、数字化等特点成为了未来先进医学超声诊断设备研制的发展趋势。本课题所使用的硬件平台是以Samsung公司的嵌入式中央处理器S3C2440和Altera公司的逻辑处理器Cyclone II系列的FPGA为核心,包含了丰富的外设进而保障了便携超声诊断设备的性能。借助国际开源操作系统Linux在嵌入式中的迅猛发展,将高版本的Linux内核移植到了硬件平台上,从操作系统角度充分地发挥了硬件平台的功能。本文以实际项目为背景,在对硬件平台进行简要分析基础上,详细地阐述了嵌入式Linux软件系统的开发要点,以及如何移植和实现CPU为S3C2440的硬件平台上的调试工具串口、通用外设接口USB、存储设备NAND FLASH、网络适配器DM9000、声卡SigmaTel AC97以及使用逻辑处理器Cyclone II实现的帧缓冲设备Framebuffer接口、PS2接口和前端控制驱动。在此基础上,论述了如何使用三种不同样式嵌入式Linux根文件系统满足不同开发阶段的需要及其交叉编译过程。在本文的最后,进行了在DE2开发板上构建基于NIOS II的嵌入式uClinux系统的简单探索。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-14
  1.1 便携超声诊断设备课题的背景  8
  1.2 便携超声诊断设备在国内外发展的现状  8-10
  1.3 嵌入式系统的各组成要素及特点  10-13
    1.3.1 嵌入式系统组成  11
    1.3.2 嵌入式Linux系统概述  11-12
    1.3.3 嵌入式Linux的建立  12-13
  1.4 论文的主要内容  13-14
第2章 便携超声诊断设备嵌入式平台  14-24
  2.1 嵌入式系统硬件平台  14-18
    2.1.1 硬件平台的中央处理器  15-17
    2.1.2 硬件平台的逻辑处理器  17-18
  2.2 嵌入式系统软件平台  18-23
    2.2.1 启动引导程序  19-20
    2.2.2 嵌入式Linux系统内核  20-21
    2.2.3 嵌入式Linux根文件系统  21-22
    2.2.4 嵌入式GUI图形库  22-23
  2.3 本章小结  23-24
第3章 嵌入式超声设备Linux驱动的移植与实现  24-51
  3.1 S3C2440 集成资源的驱动  24-29
    3.1.1 串口功能的实现  25-26
    3.1.2 USB功能的实现  26-29
  3.2 硬件平台常用外设芯片的驱动  29-41
    3.2.1 NAND FLASH功能的实现  29-32
    3.2.2 AC 97 声卡功能的实现  32-35
    3.2.3 DM9000 网卡功能的实现  35-41
  3.3 超声诊断设备相关芯片驱动的实现  41-50
    3.3.1 界面显示驱动功能的实现  42-46
    3.3.2 键盘鼠标驱动功能的实现  46-48
    3.3.3 前端控制驱动功能的实现  48-50
  3.4 本章小结  50-51
第4章 嵌入式超声设备Linux文件系统的实现  51-65
  4.1 三种嵌入式Linux根文件系统  51-56
    4.1.1 使用BusyBox实现根文件系统  52-53
    4.1.2 使用ELDK中的根文件系统  53-54
    4.1.3 使用Debian提供的根文件系统  54-56
  4.2 文件系统类型的选择  56-59
  4.3 交叉编译器的使用  59-62
    4.3.1 交叉编译器的引入  59-60
    4.3.2 交叉编译库文件和应用程序  60-62
  4.4 根文件系统的实现方式  62-64
  4.5 本章小结  64-65
第5章 基于NIOS II的便携超声诊断设备的探索  65-69
  5.1 基于NIOS II的系统平台简介  66-67
  5.2 MiniGui的编译与使用  67-68
  5.3 本章小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-74
致谢  74

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 声学 > 超声学 > 超声应用
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