1、 畢業設計(論文)開題報告題 目： 基于ARM9的電子相冊設計 系： 應用技術學院 專 業： 自動化 學生姓名： 蘇利晨 學 號： 200713110124 指導教師： 萬琴 2021年 3 月 6 日開題報告填寫要求1開題報告含“文獻綜述作為畢業設計論文辯論委員會對學生辯論資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業設計論文工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業審查后生效。2開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標準格式可從教務處網頁上下載打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。3“文獻綜述應按論文的格式成文，并直接書寫或打印在本開

2、題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于10篇不包括辭典、手冊，其中至少應包括1篇外文資料；對于重要的參考文獻應附原件復印件，作為附件裝訂在開題報告的最后。4統一用A4紙，并裝訂單獨成冊，隨?畢業設計論文說明書?等資料裝入文件袋中。 畢 業 設 計論 文開 題 報 告1文獻綜述：結合畢業設計論文課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫2500字以上的文獻綜述，文后應列出所查閱的文獻資料。 文獻綜述1. 引言 隨著計算機技術、微電子技術和網絡技術的迅速開展，嵌入式系統在工農業等諸多領域得到了廣泛的應用。傳統的8位單片機已經暴露了本身資源有限的缺點，越來越不能適應日漸復雜的應用需求，而隨

3、著32位處理器價格的不斷下降，采用更高性能的32位處理器作為嵌入式系統的核心成為更加合理的選擇。ARM處理器是目前公認的業界領先的32位嵌入式RISC微處理器，已成為許多行業嵌入式解決方案的RISC標準。開發一個集嵌入式控制、高速數據采集和網絡通信于一體，并提供友好的人機操作界面的硬件平臺和多種總線接口，對于提高智能嵌入式系統可靠性、組網靈活性很有意義。2. 嵌入式系統嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為根底，軟硬件可裁剪，適用于應用系統對功能，對可靠性、本錢、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。嵌入式系統本身是一個外延極廣的名詞，但凡與產品結合在一起的具有嵌入式特點的控制系統都可以叫嵌

4、入式系統，而且有時很難以給它下一個準確的定義。現在人們講嵌入式系統時，某種程度上指近些年比較熱的具有操作系統的嵌入式系統。2.2 嵌入式系統的組成（1） 嵌入式微處理器：嵌入式系統的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器是由通用計算機中的CPU演變而來的。它的特征是具有32位以上的處理器，具有較高的性能，當然其價格也相應較高。但與計算機處理器不同的是，在實際嵌入式應用中，只保存和嵌入式應用緊密相關的功能硬件，去除其他的冗余功能局部，這樣就以最低的功耗和資源實現嵌入式應用的特殊要求。和工業控制計算機相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、本錢低、可靠性高的優點。 嵌入式微處理器的體系結構可以采用馮

5、·諾依曼體系或哈佛體系結構；指令系統可以選用精簡指令系統Reduced Instruction Set Computer，RISC和復雜指令系統CISCComplex Instruction Set Computer，CISC。RISC計算機在通道中只包含最有用的指令，確保數據通道快速執行每一條指令，從而提高了執行效率并使CPU硬件結構設計變得更為簡單。（2） 嵌入式操作系統：嵌入式操作系統Embedded Operation System，EOS是一種用途廣泛的系統軟件，過去它主要應用與工業控制和國防系統領域。EOS負責嵌入系統的全部軟、硬件資源的分配、任務調度，控制、協調并發活動

6、。它必須表達其所在系統的特征，能夠通過裝卸某些模塊來到達系統所要求的功能。目前，已推出一些應用比較成功的EOS產品系列。隨著Internet技術的開展、信息家電的普及應用及EOS的微型化和專業化，EOS開始從單一的弱功能向高專業化的強功能方向開展。嵌入式操作系統在系統實時高效性、硬件的相關依賴性、軟件固化以及應用的專用性等方面具有較為突出的特點。EOS是相對于一般操作系統而言的，它具有了一般操作系統最根本的功能，任務調度、同步機制、中斷處理、文件處理等。操作系統又分：實時操作系統 ，分時操作系統 ，多任務操作系統。 常見的嵌入式操作系統有：uC/OS II uCLinux 嵌入式Linux V

7、xWorks Android Windows CE pSOS .(3) 外圍硬件設備 2.3 嵌入式系統的特點 1系統內核小. 2專用性強。 3系統精簡. 4高實時性的系統軟件(OS)是嵌入式軟件的根本要求。而且軟件要求固態存儲，以提高速度；軟件代碼要求高質量和高可靠性。 5嵌入式軟件開發要想走向標準化，就必須使用多任務的操作系統。嵌入式系統的應用程序可以沒有操作系統直接在芯片上運行；但是為了合理地調度多任務、利用系統資源、系統函數以及和專家庫函數接口，用戶必須自行選配RTOSRealTime Operating System開發平臺，這樣才能保證程序執行的實時性、可靠性，并減少開發時間，保障

8、軟件質量。 6嵌入式系統開發需要開發工具和環境。由于其本身不具備自舉開發能力，即使設計完成以后用戶通常也是不能對其中的程序功能進行修改的，必須有一套開發工具和環境才能進行開發，這些工具和環境一般是基于通用計算機上的軟硬件設備以及各種邏輯分析儀、混合信號示波器等。開發時往往有主機和目標機的概念，主機用于程序的開發，目標機作為最后的執行機，開發時需要交替結合進行。3 ARM9 硬件平臺以及Linux在ARM硬件平臺上移植的實現 1.ARM9硬件平臺概述：隨著計算機技術、通信技術的飛速開展和3C(計算機、通信、消費電子)的融合，嵌入式系統已經滲透到各個領域。高度集成化的SOC技術、軟核與硬核同步開展

9、的SOPC技術、與DSP技術融合、開發和調試手段不斷完善、軟件工程師思想融入嵌入式軟件等已經稱為嵌入式開發的新特點。 ARM平臺是目前使用廣泛的主流的嵌入式處理器體系結構。本次移植采用斯道ARM9開發板作為硬件平臺，其根本構成為核心板和底板(外設板或根本板)，核心板上集成了SamsungS3C2440處理器、64 M的FLASH和64M的SDRAM，為應用研發提供了足夠的空間，基板那么提供了豐富的外圍接口。此完整的應用系統具有體積小、耗電低、處理能力強等特點，能夠裝載和運行嵌入式Linux操作系統。用戶可以在這個系統平臺上自主進行軟件開發。 2 Linux內核及處理器 1 目前用于嵌入式Lin

10、ux系統的內核大多數使用24x版，然而，隨著嵌入式微處理器性能的不斷增強及其應用范圍的日趨擴大，Linux-26版內核由于其針對嵌入式系統應用的顯著特點，必將會越來越多的被應用于嵌入式系統移植與開發Linux系統之中。本次采用的是Linux-26版內核。 2 vivi是韓國mizi公司開發的bootloader，適用于ARM9處理器，支持S3C2440X嵌入式ARM-Linux移植的應用處理器。和所有的bootloader一樣，vivi也有兩種工作模式，即啟動加載模式和下載模式。啟動加載模式指在一段時間后(這個時間可更改)自行啟動Linux內核，它是vivi的默認模式。下載模式那么是指vivi

11、為用戶提供一個命令行接口，用戶可通過接口使用命令。 3.系統移植方案:本次移植使用ARM9開發板，通過跳線方式設置OM1：0引腳來支持NAND Flash啟動模式，因此，移植方案使用NAND Flash+SDRAM的存儲模式，bootloader放在SDRAM中，內核和文件系統都放在NAND Flash中，根據選用的方案，整個系統移植要做的工作包括兩方面： (1)Bootloader：為裝載操作系統內核，支持NAND Flash及網絡下載和串口通信，從而方便嵌人式ARMLinux移植以開發調試。(2)Linux系統：支持NAND Flash，并移植Cramfs+Yaffs混合文件系統；支持NF

12、S文件系統及網絡通信、串口等。1通常可以采用以下兩種方法進行Linux內核移植工作：1。從頭設計。即采用“自底向上的設計方法，從硬件的需求考慮逐步的采用分析、設計、編碼、測試。這種方法比較適合針對一種全新的硬件平臺開展移植工作。2.修改已有的代碼。如前所述，Linux已經可以在多種體系結構中運行，那么，我們可以參考相近的體系結構的代碼，只修改與我們的目標硬件平臺不同的局部即可。這種方法的難點在于開發人員除了要了解目標硬件平臺外。還必須對已支持的軟硬件有一個較好的理解。本次研究的移植工作就是采用了這種開發方法。(2)對于系統移植而言，Linux實際上是由兩個比較獨立的局部所構成，即內核局部和系統

13、局部。通常啟動一個Linux系統的過程為：一個不隸屬于任何操作系統的加載程序將Linux局部內核調入內存，并將控制權交給內存中Linux內核的第一行代碼，這樣就完成了加載程序的工作。此后Linux要將自己的剩余局部全部加載到內存，初始化所有的設備，在內存中建立好所需的數據構(有關進程、設備、內存等)。此時，內核已經可以控制所有硬件設備。而后轉入系統局部，操作并使用這些硬件設備。接下來內核加載根設備并啟動init守護進程，init守護進程會根據配置文件加載文件系統、配置網絡、效勞進程及終端等。一旦終端初始化完畢，我們就會看到系統的歡送界面了。概括說來，一局部內核初始化和控制絕大局部硬件設備，為內

14、存管理、進程管理、設備讀寫等做好一切準備工作；另一局部系統加載必需的設備，配置各種環境以便用戶可以使用整個系統。(3) 內核移植由五個功能局部組成：進程管理(包括調度和通信)、內存管理、設備驅動、虛擬文件系統與網絡，它們之間存在復雜的調用關。 4內核移植過程：首先在通用計算機上編寫程序，然后通過交叉編譯生成目標平臺上運行的二進制代碼格式，最后再下載到目標平臺計算機的特定位置上運行。Linux內核移植過程如下：1.建立移植所必須的交叉開發環境。需準備兩臺計算機，一臺用作修改編譯Linux內核，另一臺用作移植Linux內核。2.編寫和修改Linux內核。在通用計算機上修改和編寫新的內核代碼，編譯出

15、新的Linux內核。3.調試新的Linux內核。將編譯后生成的新Linux內核加載到目標計算機上進行運行和調試，這個調試的過程就是交叉調試。4 電子相冊 電子相冊是指可以欣賞的區別于CDVCD的靜止圖片的特殊文檔，其內容不局限于攝影照片，也可以包括各種藝術創作圖片。電子相冊具有傳統相冊無法比較的優越性：圖、文、聲、像并茂的表現手法，隨意修改編輯的功能，快速的檢索方式，永不褪色的恒久保存特性，以及廉價復制分發的優越手段。3D電子相冊：3D電子相冊是區別于一般的平面電子相冊。它是立體的。運用PS等工具將照片中的人物輪廓摳出來，參加場景模板，形成一種身臨其境的專業性很強的一種相冊模式。新生產品，有別

16、于AE。其中相冊的模板是專業性，技術性要求很高的產品。3D電子相冊很有希望成為未來電子相冊的主流。 文獻資料1.嵌入式系統體系結構、編程與設計 (作者：印度卡莫爾，賈建斌，李化譯) 清華大學出版社 2.Linux高級程序設計 第二版 楊宗德 鄧玉春 著 人民郵電出版社3.C語言程序設計現代方法 第二版 【美】K.N.King 著 人民郵電出版社4.Linux從入門到精通 清華大學出版社5.Linux程序設計 第二版 Neil Matthew Richard Stnes 著 機械工業出版社6.Linux內核設計與實現 【美】Robert Love 著 機械工業出版社 7.操作系統原理及其應用 王

17、紅 主編 中國水利水電出版社8.C+Primer 第三版 Stanly B Lippman Josee Lajoie 著 中國電力出版社 環境高級編程 人民郵電出版社 畢 業 設 計論 文開 題 報 告開題報告：一、課題的目的與意義；二、課題開展現狀和前景展望；三、課題主要內容和要求；四、研究方法、步驟和措施一 課題的目的與意義 畢業設計課題能強化我們對根本知識和根本技能的理解和掌握,培養我們收集資料和調查研究的能力,一定的方案比較、論證的能力,一定的理論分析與設計運算能力,進一步提高應用計算機的能力以及編寫編程能力。另外對培養全面獨立思考問題和解決問題的能力,為我今后工作做好技術儲藏,都具有

18、十分重要意義。由于自己以前很少接觸嵌入式，所以會在畢業設計中遇到很多不明白的地方，通過深入的思考和研究，會使自己關于嵌入式方面的能力會有一定的提升。而且課題的知識可以把在大學里學到的很多課程都能聯系到一起，得到一個融合的作用。畢業設計是自己工作前的一個大工程，會對自己以后的工作及各方面都會起到非常大的作用。二 課題開展現狀和前景展望 近幾年，嵌入式系統產品日臻完善，并在全世界各行業得到廣泛應用。嵌入式系統產品的研制和應用已經成為我國信息化帶開工業化、工業化促進信息化開展的新的國民經濟增長點。 隨著消費家電的智能化，嵌入式更顯重要。像我們平常見到的 、PDA、電子字典、可視 、VCD/DVD/MP3Player、數字相機DC、數字攝像機DV、U-Disk 、機頂盒Set Top Box、數控設備或儀表、汽車電子、家電控制系統、醫療儀器、航天航空設備等等，都是典型的嵌入式系統。據預測，隨著Internet的迅速開展和廉價微處理器的出現，嵌入式系統將在日常生活里形成更大的應用領域。基于ARM平臺的電子相冊比一般的電子相冊更加的具有優越性和使用性。基于ARM平臺的3D電子相冊很有希望成為未來電子相冊的