一种通用手持终端的关键技术研究与实现
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摘要
在当前日益信息化的社会中,伴随着计算机技术与行业应用的紧密结合,通用计算机已经不再是信息产业的主角,嵌入式计算机系统,正逐渐成为计算机时代的后起之秀。嵌入式技术与手持设备相结合,拓展出许多新的应用领域。本设计基于S3C2410A处理器,开发出一款通用手持终端,并在此基础上实现了该终端的两项关键技术:TFT-LCD界面显示及PCMCIA/CF接口的WLAN功能。
本文设计并实现了以S3C2410A核心板为硬件核心的通用手持终端的嵌入式硬件平台,独立设计的扩展板主要包括:4组DC-DC电源供电模块、JTAG调试接口、3个UART串口、一个以太网接口、LCD模块电路、PCMCIA/CF接口电路、实时时钟供电模块、复位电路、系统总线驱动及扩展电路、触摸屏电路等。同时,还支持USB Host/Device接口、SD卡接口。丰富的外设资源以及高性能低功耗的处理器平台为通用手持终端的实现提供了较好的硬件支持。
本文对SHARP LQ035Q7DH01 TFT-LCD模块和S3C2410A内置的LCD控制器接口进行了深入的分析,设计了专用的接口电路。采用MAXⅡ系列CPLD芯片实现了两者接口的时序适配,LCD上电顺序采用S3C2410A的GPIO进行管理。详细分析了Linux下帧缓冲区FrameBuffer的操作,并在此基础上完成了该LCD模块驱动程序的移植。
本文设计了PCMCIA/CF硬件接口并对其软件驱动结构进行了详细的分析,在此基础上实现了手持终端的PCMCIA/CF WLAN功能。
该通用手持终端经过测试表明其功能正常、运行稳定,具有一定的理论和实用价值。
In the current increasingly information-based society, as the close combination of computer technology and industry application, general computer systems are no longer the main characters in information industry, and embedded computer systems are becoming a rising star of the computer age. Embedded technology and handheld devices combine and expand to many new applications. This design developed a universal handheld terminal based on S3C2410A processor, and based on this implemented two key technologies: TFT-LCD display and PCMCIA/CF WLAN.
This paper designed and implemented the universal handheld terminal hardware platform based on S3C2410A core board. The extended board designed by myself includes: 4-ch DC-DC, JTAG ICE, 3-ch UART, 10/100M Ethernet, LCD module, PCMCIA/CF, RTC and Reset, bus drivers and extensions, touch-screen circuit. At the same time, this platform supplies USB Host/Device, and SD card. All these make a good hardware support for handheld terminal.
This paper analyzed SHARP LQ035Q7DH01 TFT-LCD Module and LCD controller embedded in S3C2410A processor in detail, designed a dedicated interface circuit. MAX II CPLD was used to adapt the timing interface and GPIOs were used to deal with the power supply sequence in TFT-LCD module. Analyzed Linux FrameBuffer operations in detail and on this basis completed LCD driver.
This paper designed PCMCIA/CF hardware interface and explored it's Linux driver structures, and then implemented the PCMCIA/CF WLAN function in the terminal.
The test showed that the terminal works correctly and stably. It has a certain theoretical and practical value.
本文设计并实现了以S3C2410A核心板为硬件核心的通用手持终端的嵌入式硬件平台,独立设计的扩展板主要包括:4组DC-DC电源供电模块、JTAG调试接口、3个UART串口、一个以太网接口、LCD模块电路、PCMCIA/CF接口电路、实时时钟供电模块、复位电路、系统总线驱动及扩展电路、触摸屏电路等。同时,还支持USB Host/Device接口、SD卡接口。丰富的外设资源以及高性能低功耗的处理器平台为通用手持终端的实现提供了较好的硬件支持。
本文对SHARP LQ035Q7DH01 TFT-LCD模块和S3C2410A内置的LCD控制器接口进行了深入的分析,设计了专用的接口电路。采用MAXⅡ系列CPLD芯片实现了两者接口的时序适配,LCD上电顺序采用S3C2410A的GPIO进行管理。详细分析了Linux下帧缓冲区FrameBuffer的操作,并在此基础上完成了该LCD模块驱动程序的移植。
本文设计了PCMCIA/CF硬件接口并对其软件驱动结构进行了详细的分析,在此基础上实现了手持终端的PCMCIA/CF WLAN功能。
该通用手持终端经过测试表明其功能正常、运行稳定,具有一定的理论和实用价值。
In the current increasingly information-based society, as the close combination of computer technology and industry application, general computer systems are no longer the main characters in information industry, and embedded computer systems are becoming a rising star of the computer age. Embedded technology and handheld devices combine and expand to many new applications. This design developed a universal handheld terminal based on S3C2410A processor, and based on this implemented two key technologies: TFT-LCD display and PCMCIA/CF WLAN.
This paper designed and implemented the universal handheld terminal hardware platform based on S3C2410A core board. The extended board designed by myself includes: 4-ch DC-DC, JTAG ICE, 3-ch UART, 10/100M Ethernet, LCD module, PCMCIA/CF, RTC and Reset, bus drivers and extensions, touch-screen circuit. At the same time, this platform supplies USB Host/Device, and SD card. All these make a good hardware support for handheld terminal.
This paper analyzed SHARP LQ035Q7DH01 TFT-LCD Module and LCD controller embedded in S3C2410A processor in detail, designed a dedicated interface circuit. MAX II CPLD was used to adapt the timing interface and GPIOs were used to deal with the power supply sequence in TFT-LCD module. Analyzed Linux FrameBuffer operations in detail and on this basis completed LCD driver.
This paper designed PCMCIA/CF hardware interface and explored it's Linux driver structures, and then implemented the PCMCIA/CF WLAN function in the terminal.
The test showed that the terminal works correctly and stably. It has a certain theoretical and practical value.
引文
[1]田泽.嵌入式系统开发与应用.北京航空航天大学出版社,2005
[2]李驹光.ARM应用系统开发详解—基于S3C4510B的系统设计.清华大学出版社,2004
[3]李亚锋,欧文盛.ARM嵌入式Linux系统开发从入门到精通.清华大学出版社,2007
[4]Sharp.LQ035Q7DH01 Device Specification.Sharp corp.2003
[5]Samsung Electronics.KS0647(256 Channel TFT-LCD Gate Driver)Data Sheet.Samsung Electronics,1999
[6]Samsung Electronics.KS0670(8 Bit 384/402 Channel TFT-LCD Source Driver)Data Sheet.Samsung Electronics,1999
[7]李维諟,郭强.液晶显示应用技术.电子工业出版社,2000
[8]Sipex.SP6201 Data Sheet.Sipex.2004
[9]Linear Tech.LT1945 Data Sheet.Linear Tech.2003
[10]Linear Tech.LT1932 Data Sheet.Linear Tech.2003
[11]王国强.TFT-LCD使用心得.2006
[12]刘永智,杨开愚等.液晶显示技术.电子科技大学出版社,2000
[13]Samsung Electronics.S3C2410A Data Sheet.Samsung Electronics,2004
[14]Altera.MAX Ⅱ CPLD User's Manual.Altera corp.2005
[15]周晓光,王永明,祝明德.基于CPLD的液晶显示屏与嵌入式处理器的接口设计.电子测量技术,2006
[16]王金明.Verilog HDL程序设计教程.人民邮电出版社,2004
[17]于明俭,陈向阳等.Linux程序设计权威指南.机械工业出版社,2001
[18]于明,范书瑞,曾祥烨.ARM9嵌入式系统设计与开发教程.电子工业出版社,2006
[19]张嵛.32位嵌入式系统设计与调试.机械工业出版社,2005
[20]华清远见嵌入式培训中心,孙琼.嵌入式Linux应用程序开发详解.人民邮电出版社,2006
[21]孙天泽,袁文菊,张海峰.嵌入式设计及Linux驱动开发指南—基于ARM9处理器.电子工业出版社,2005
[22]周立功,陈明计,陈渝.ARM嵌入式Linux系统构建与驱动开发范例.北京航空航天大学出版社,2006
[23]车京春,韩晓东.Protel DXP印刷电路板设计指南.中国铁道出版社,2004
[24]张伟,吴红杰,徐海鹰.电路设计与制板:Protel DXP高级应用.人民邮电出版社,2004
[25]杰诚文化.精通Protel DXP:入门提高篇.中国青年出版社,2005
[26]柯常志,柯长仁.精通Protel DXP:系统设计篇.中国青年出版社,2005
[27]刘小伟,刘宇,温培和.Altium Designer 6.0电路设计实用教程.电子工业出版社,2007
[28]王诚.Altera FPGA/CPLD设计:基础篇.人民邮电出版社,2005
[29]马或,王丹利,王丽英.CPLD/FPGA可编程逻辑器件实用教程.机械工业出版社,2006
[30]李洪伟,袁斯华.基于Quartus Ⅱ FPGA/CPLD设计.电子工业出版社,2006
[31]任爱锋.基于FPGA的嵌入式系统设计.西安电子科技大学出版社,2004
[32]杜慧敏,李宥谋,赵全良.基于Verilog的FPGA设计基础.西安电子科技大学出版社,2006
[33]毛德操,胡希明.Linux内核源代码情景分析(上册).浙江大学出版社,2001
[34]徐虹,何嘉,张钟澍.操作系统实验指导—基于Linux内核.清华大学出版社,2004
[35]陈莉君.深入分析Linux内核源代码.人民邮电出版社,2002
[36]钱能.C++程序设计教程.清华大学出版社,1999
[37]严蔚敏,吴伟民.数据结构:C语言版.清华大学出版社,1997
[38]张璟,刘政林,邹雪城,郭旭.中、小尺寸TFT-LCD系统时序控制模块的设计.计算机与数字工程,2007
[39]陈金龙,韩雁.液晶显示时序控制电路的设计及验证.杭州电子科技大学学报,2006
[40]胡二勐,胡晨,刘坤.TFT-LCD在GPS导航仪中的应用.电子元器件应用,2006
[41]s3c2410_lcd & framebuffer驱动分析.http://www.cnitblog.com/luofuchong/archive/2007/10/30/35570.html
[42]基于嵌入式Linux的图形界面显示系统的设计(framebuffer)http://www.hzlitai.com.cn/article/yejin-article/system/20061013108.html
[43]s3c2410 LCD驱动程序移植及GUI程序编写http://www.dzkf.cn/html/qianrushixitong/2006/1228/1298.html
[44]Cirrus Logic.CL-PD6710/'22 Datasheet.Cirrus Logic,1997
[45]PCMCIA/JEIDA.PC Card Standard.Release 7.0.PCMCIA/JEIDA,1999
[46]曾俊轩.嵌入式系统中PCMCIA接口研究与应用:硕士学位论文.华中科技大学,2005
[47]刘少阳.基于嵌入式Linux的WLAN终端设计与实现:硕士学位论文.国防科学技术大学,2006
[48]杜旭,陆志刚,赵梦欣.基于PCMCIA的无线局域网驱动程序设计.计算机工程.2007
[49]王玉东,张效义.基于ARM的PCMCIA接口设计.微计算机信息,2005
[50]濮琼.嵌入式系统PCMCIA协议分析及WIMAX接入:硕士学位论文.信息工程大学,2006
[51]Linux无线网络技术:WLAN深入分析http://www.lupaworld.com/action_viewstutorial_itemid_7003.html
[2]李驹光.ARM应用系统开发详解—基于S3C4510B的系统设计.清华大学出版社,2004
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[40]胡二勐,胡晨,刘坤.TFT-LCD在GPS导航仪中的应用.电子元器件应用,2006
[41]s3c2410_lcd & framebuffer驱动分析.http://www.cnitblog.com/luofuchong/archive/2007/10/30/35570.html
[42]基于嵌入式Linux的图形界面显示系统的设计(framebuffer)http://www.hzlitai.com.cn/article/yejin-article/system/20061013108.html
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[45]PCMCIA/JEIDA.PC Card Standard.Release 7.0.PCMCIA/JEIDA,1999
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[47]刘少阳.基于嵌入式Linux的WLAN终端设计与实现:硕士学位论文.国防科学技术大学,2006
[48]杜旭,陆志刚,赵梦欣.基于PCMCIA的无线局域网驱动程序设计.计算机工程.2007
[49]王玉东,张效义.基于ARM的PCMCIA接口设计.微计算机信息,2005
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[51]Linux无线网络技术:WLAN深入分析http://www.lupaworld.com/action_viewstutorial_itemid_7003.html