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基于32位微处理器的汽车信息娱乐系统的研究

作　者: 秦亮
导　师: 关胜晓
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 嵌入式系统车载电子 Infotainment Linux2.6 内核移植根文件系统驱动程序
分类号: U463.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

汽车信息娱乐系统(以下称汽车Infotainment系统)以及相关的汽车多媒体技术是近年来汽车电子领域的一个热点,它集成了音频、视频、通信、游戏、导航上网和办公于一体,同时对电子电路、通信编码、差错控制等在恶劣的汽车环境下(电磁兼容高低温振动等)方面的研究也提出更大的挑战,如何将现有的各模块集成化简单化,成为各大汽车公司及其供应商的研究重点。根据汽车Infotainment系统的特点和功能,需要设计一种体积小、功耗低和功能强大的嵌入式系统。其中底层的软硬件平台是整个系统的基础和瓶颈,因此对底层软硬件平台的研究是本文论述的重点。本文首先介绍了汽车Infotainment系统的基本概念、特点及其基本构成,然后从嵌入式平台的特点和汽车Infotainment系统的功能出发,提出了汽车Infotainment系统的整体方案。主要内容为在S3C2410平台上进行硬件的开发和对2.6内核Linux系统的进行移植和改进研究。主要包含的工作有硬件平台的搭建、bootloader的移植、内核的移植、Linux根文件系统的优化和Linux设备驱动程序的编写和移植工作。其中,在硬件平台的搭建工作上从电磁兼容的理论方法上给出了设计高频电路的基本原则;在Linux系统移植工作中详细叙述了构造嵌入式Linux所用到的各项关键技术,为了解决对嵌入式Linux启动时间影响较大的根文件系统挂载延时,提出并设计了混合型文件系统以有效提高启动的速率;在设备驱动程序的编写和移植工作中介绍了设备驱动的设备驱动的作用和CAN总线驱动的编写。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章绪论  10-15
  1.1 汽车电子的现状与发展  10-12
    1.1.1 汽车电子涵盖的内容  10-11
    1.1.2 汽车电子产品的特点  11-12
    1.1.3 国内汽车电子的研究和应用情况  12
  1.2 汽车Infotainment 系统的介绍  12-14
  1.3 论文的主要工作及结构安排  14-15
第2章汽车Infotainment 系统设计方案  15-18
  2.1 系统设计原则和功能需求  15-16
    2.1.1 系统设计原则  15
    2.1.2 系统功能需求  15-16
  2.2 系统整体结构模型  16-18
第3章汽车Infotainment 系统的硬件设计  18-45
  3.1 嵌入式微处理器的选型及其基本工作电路  18-27
    3.1.1 嵌入式微处理器的选型  18-23
    3.1.2 S3C2410 的基本工作电路设计  23-25
    3.1.3 汽车Infortainment 系统的电源电路设计  25-27
  3.2 汽车Infotainment 系统的存储系统硬件设计  27-33
    3.2.1 汽车Infotainment 系统的SDRAM 电路设计  27-29
    3.2.2 汽车Infotainment 系统的Flash 电路设计  29
    3.2.3 汽车Infotainment 系统的IDE 电路设计  29
    3.2.4 汽车Infotainment 系统的SD 电路设计  29-33
    3.2.5 汽车Infotainment 系统的存储空间分配  33
  3.3 汽车Infotainment 系统的缓冲电路硬件设计  33
  3.4 汽车Infotainment 系统的显示系统（LCD）硬件设计  33-34
  3.5 汽车Infotainment 系统的人机交互系统硬件设计  34-35
    3.5.1 汽车Infotainment 系统的触摸屏电路设计  34-35
    3.5.2 汽车Infotainment 系统的键盘电路设计  35
  3.6 汽车Infotainment 系统的音频系统硬件设计  35-36
  3.7 汽车Infotainment 系统的外围接口电路硬件设计  36-40
    3.7.1 汽车Infotainment 系统的串口、红外接口电路设计  37-38
    3.7.2 汽车Infotainment 系统的USB 接口电路设计  38
    3.7.3 汽车Infotainment 系统的CAN 总线接口电路设计  38-40
  3.8 汽车Infotainment 系统的JTAG 调试电路硬件设计  40-41
  3.9 汽车Infotainment 系统的GPS 系统硬件设计  41
  3.10 汽车Infotainment 系统的GPRS 电路硬件设计  41-42
  3.11 汽车Infotainment 系统的硬件抗干扰措施  42-45
    3.11.1 电源抗干扰措施  43
    3.11.2 布线技术  43-44
    3.11.3 地线设计  44-45
第4章 Bootloader 的移植  45-52
  4.1 Bootloader开发工具ADS 1.2 的介绍  45
  4.2 Bootloader的简介  45-48
    4.2.1 Bootloader 的简介  45-47
    4.2.2 Arm 处理器的Bootloader 的共性  47-48
  4.3 Bootloader移植的实现  48-52
    4.3.1 修改YLE2410_BIOS 的版权和LOGO 信息  49
    4.3.2 修改YLE2410_BIOS 的Flash 分区信息  49-50
    4.3.3 修改Linux 启动信息  50-51
    4.3.4 YLE2410_BIOS 的编译和烧写  51-52
第5章嵌入式Linux 系统的移植  52-69
  5.1 嵌入式Linux 系统简介  52-59
    5.1.1 嵌入式Linux 系统简介  52-53
    5.1.2 Linux2.6 内核针对嵌入式系统的改进  53-56
    5.1.3 Linux 内核要点  56-58
    5.1.4 Linux 内核移植的难点  58
    5.1.5 嵌入式Linux 系统的组成及移植步骤  58-59
  5.2 交叉编译环境的构建  59-60
  5.3 嵌入式Linux 内核移植的实现  60-63
    5.3.1 修改Makefile  61
    5.3.2 修改Nand Flash 分区信息  61
    5.3.3 内核的配置  61-63
  5.4 创建根文件系统  63-69
    5.4.1 嵌入式Linux 文件系统简介  63-64
    5.4.2 各文件系统的特点  64-65
    5.4.3 创建混合型文件系统  65-69
第6章嵌入式Linux 设备驱动程序的编写和移植  69-86
  6.1 Linux 设备驱动程序的简介  69-74
  6.2 SPI 总线、CAN 总线和MCP2510 简介  74-78
    6.2.1 SPI 总线介绍  74-75
    6.2.2 CAN 总线介绍  75-77
    6.2.3 CAN 总线接口芯片MCP2510 介绍  77-78
  6.3 MCP2510 驱动程序开发  78-86
    6.3.1 初始化模块的编写  80-81
    6.3.2 驱动程序主要的数据结构  81-83
    6.3.3 驱动程序的中断处理程序的设计  83
    6.3.4 驱动程序的文件接口函数的设计  83-85
    6.3.5 Kconfig 文件的配置和Makefile 文件的编写  85-86
第7章总结与展望  86-87
参考文献  87-90
致谢  90-91
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  91

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