基于Blackfin DSP的嵌入式数字家庭系统平台的研究与实现
摘要
数字家庭系统是集计算机、通信、消费技术于一体的3C(Computer, Communication和Consumer)系统,它实现了家庭中各种可能的设备之间的信息交换和远程监控。对数字家庭系统平台的研究的突破,将有可能在以后的竞争中占据制高点,取得良好的经济和社会效益。经过一年的研究工作,基本上实现了基于Blackfin DSP的嵌入式数字家庭系统平台。
Blackfin处理器是新一代嵌入式处理器,是美国模拟器件公司(ADI)与Intel联合开发的首款第四代DSP产品,采用全新的微信号结构(MSA)架构。Blackfin处理器及其延伸产品适合在功耗、性能、成本和运算能力等综合要求比较高的音频、视频和通信领域的应用。
本论文的研究内容是利用Blackfin系列DSP处理器的高性能、低功耗、支持动态电源管理等特点以及嵌入式Linux开放源代码、系统内核小、内核网络结构完整等突出特点,建立一个高速的基于Blackfin的嵌入式数字家庭系统平台。首先简单介绍了数字家庭概况以及课题研究的意义;其次从硬件平台和系统软件两个方面阐述了数字家庭的系统平台基础;接着描述了基于Blackfin的嵌入式数字家庭系统的硬件总体设计和子模块设计;然后重点论述了uClinux操作系统在数字家庭平台上的移植与实现;最后详细介绍了嵌入式图形用户界面GUI——Microwindows的移植和实现。
Digital home system is called 3C (Computer, Communication and Consumer) system, which include computer, communication and consumer technology. It connects all kinds of possible equipments to realize information switching and remote survey and control. If we take the research of digital home system platform as a breakthrough, it is possibly that we can win a great advantage over other opponents in the future competition and gain great social and economic benefit. For this purpose, our paper design and implement the embedded digital home system based Blackfin DSP.
The Blackfin processor is the new generation Embedded processor, which is developed by the American Analog Device limited company (ADI) with Intel, the first section fourth generation of DSP product, using the brand-new Micro-signal structure (MSA) construction. The Blackfin processor and its extends the product are suit to the application which require lower power dissipation, the high performance, the low cost, and the high operation ability and application of quite high audio frequency, video frequency and communication system.
The paper’s research content is uses series DSP of Blackfin’s characteristic such as high performance, low power dissipation, support dynamic power source management and the embedded Linux’s characteristic such as the open source code, the little system kernel, the entire network structure in the kernel code, establishes a high speed embedded digital home system platform based on Blackfin. The paper introduces the conception of digital home and its development and significance at first. Then it explains the foundation of digital home system platform based on hardware platform and system operation system. Following it talks about the frame hardware system design and the daughter module board of the embedded digital home system platform based on Blackfin. After that, it mainly explains the uClinux kernel’s transplantation and realization on the digital home system platform. At last it introduces the embedded GUI—microwindow’s transplantation and realization.
Blackfin处理器是新一代嵌入式处理器,是美国模拟器件公司(ADI)与Intel联合开发的首款第四代DSP产品,采用全新的微信号结构(MSA)架构。Blackfin处理器及其延伸产品适合在功耗、性能、成本和运算能力等综合要求比较高的音频、视频和通信领域的应用。
本论文的研究内容是利用Blackfin系列DSP处理器的高性能、低功耗、支持动态电源管理等特点以及嵌入式Linux开放源代码、系统内核小、内核网络结构完整等突出特点,建立一个高速的基于Blackfin的嵌入式数字家庭系统平台。首先简单介绍了数字家庭概况以及课题研究的意义;其次从硬件平台和系统软件两个方面阐述了数字家庭的系统平台基础;接着描述了基于Blackfin的嵌入式数字家庭系统的硬件总体设计和子模块设计;然后重点论述了uClinux操作系统在数字家庭平台上的移植与实现;最后详细介绍了嵌入式图形用户界面GUI——Microwindows的移植和实现。
Digital home system is called 3C (Computer, Communication and Consumer) system, which include computer, communication and consumer technology. It connects all kinds of possible equipments to realize information switching and remote survey and control. If we take the research of digital home system platform as a breakthrough, it is possibly that we can win a great advantage over other opponents in the future competition and gain great social and economic benefit. For this purpose, our paper design and implement the embedded digital home system based Blackfin DSP.
The Blackfin processor is the new generation Embedded processor, which is developed by the American Analog Device limited company (ADI) with Intel, the first section fourth generation of DSP product, using the brand-new Micro-signal structure (MSA) construction. The Blackfin processor and its extends the product are suit to the application which require lower power dissipation, the high performance, the low cost, and the high operation ability and application of quite high audio frequency, video frequency and communication system.
The paper’s research content is uses series DSP of Blackfin’s characteristic such as high performance, low power dissipation, support dynamic power source management and the embedded Linux’s characteristic such as the open source code, the little system kernel, the entire network structure in the kernel code, establishes a high speed embedded digital home system platform based on Blackfin. The paper introduces the conception of digital home and its development and significance at first. Then it explains the foundation of digital home system platform based on hardware platform and system operation system. Following it talks about the frame hardware system design and the daughter module board of the embedded digital home system platform based on Blackfin. After that, it mainly explains the uClinux kernel’s transplantation and realization on the digital home system platform. At last it introduces the embedded GUI—microwindow’s transplantation and realization.
引文
[1] 郭祥东. 浅谈数字家庭模式的概念和发展[J]. 科技资讯,2006.No.24
[2] 冯承文,徐斌,徐静. 数字家庭概述[J]. 家电科技,2007.1
[3] 王田苗. 嵌入式系统设计与实例开发[M]. 北京:清华大学出版社,2003.10
[4] 梁晓辉,游志胜. 中国数字家庭发展状况的研究[J]. 有线电视技术,2005.3
[5] 杨士元. 数字家庭网络技术及应用[M]. 北京:电子工业出版社,2002
[6] 张友德,赵志英,涂时亮. 单片微型机原理、应用与实验[M]. 上海:复旦大学出版社,2000.11
[7] 王田苗. 嵌入式系统设计与实例开发[M]. 北京:清华大学出版社,2003.10
[8] Karim Yaghmour. Building Embedded Linux Systems[J]. O’Reilly Media,Inc. April 2003
[9] 杨瑞亚,肖璋. uClinux 操作系统实时性能的研究与实现[J]. 微计算机信息,2005. No.13
[10] 李善平. Linux 与嵌入式系统[M]. 北京:清华大学出版社,2003.1
[11] 陈渝,李明,杨哗. 源码开放的嵌入式系统软件分析与实践[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2004
[12] 杨瑞亚,肖璋. 嵌入式 uCLinux 内核启动过程分析与设计[J]. 微计算机信息,2005.No.10
[13] Wayne Wolf. 嵌入式计算机系统设计原理[M]. 北京:机械工业出版社,2002
[14] 陈俊宏. Embedded Linux 嵌入式系统原理与实务[M]. 北京:中国铁道出版社,2004
[15] Sarwar, S.M, Koretsky, R,Sarwar, S.A. Linux 教程[M]. 北京:清华大学出版社,2005.6
[16] 于明俭. Linux 程序设计权威指南[M]. 北京:机械工业出版社,2001
[17] Byte Craft Limited. First Step with Embedded Systems. 14 November,2002
[18] 陈峰. Blackfin 系列 DSP 原理与系统设计[M]. 北京:电子工业出版社,2004
[19] Robert Kilgore.Hardware Design Checklist for the Blackfin Processors. October 2005
[20] Analog Devices, Inc.ADSP-BF533 Blackfin Processor Hardware Reference. March 2003
[21] Hiren Desai. ADSP-BF533 Blackfin Booting Process. January 2005
[22] Steve.K. Runnning Programs from Flash on ADSP-BF533 Blackfin Processors. May 2004
[23] Joe B, Estimating Power for ADSP-BF533 Blackfin Proeessors. February 2004
[24] 赵博,闫达远 ,张栋 ,等. 基于 ADSP-BF533 的最小系统设计[J]. 现代电子技术,2007.No.9
[25] 刘伟, 刘洋, 焦淑红. DSP 片外高速海量 SDRAM 存储系统设计[J]. 哈尔滨工程大学学报,2006.9
[26] 张栋,闫达远,赵博. 在 Blackfin 系统中构建基于 NAND Flash 的嵌入式存储模块[J].中国科技信息,2007.11
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[28] (美)Mindshare 公司著. USB 系统体系[M]. 北京:中国电力出版社,2003
[29] 马伟编. 计算机 USB 系统原理及其主、从机设计[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2004
[30] 周立功. USB 2.0 与 OTG 规范及开发指南[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2004.9
[31] 肖杰,李仁发,徐成. 基于 uClinux 嵌入式系统开发平台的建立 [J]. 科学技术与工程 , 2005,No.1
[32] 王一楠,雷杰 ,孙延均. 基于 Blackfin 嵌入式系统的 u-boot 分析与调试[J]. 电子元件应用,2007.8
[33] 张进,姜威. u-boot 的启动流程分析及移植步骤[J]. 电力自动化设备, 2005.7
[34] 彭晓明,王强. Linux 核心源代码分析[M]. 北京:人民邮电出版社,2000.08
[35] 陆宝辂,何锐. 如何编译 uClinux 内核[J]. 单片机与嵌入式系统应用,2002,No.11
[36] Dreamtech 软件研发组. 嵌入式系统编程源代码解析[M]. 北京:电子工业出版社,2002
[37] 鲁宾尼 (Alessandro Rubini)编著,聊鸿斌等译. Linux 设备驱动程序[M]. 北京:中国电力出版社,2000.4
[38] 孟文东,王厚军,叶朋. Blackfin 处理器及嵌入式 μClinux 在数据采集系统中的应用[J]. 电子设计应用,2007,No.5
[39] 魏长江,张凌云,李国财. 基于 uClinux 的设备驱动程序设计方法及应用实例[J]. 煤矿机械,2005.8
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[41] 陈冰峰,姜卓,王剑刚. 基于 ARM7S3C4B40X 嵌入式系统 GUI 设计[J]. 仪器仪表用户,2004,Vol.11,No.4
[42] 吴峰,王自强. 基于 FrameBuffer 的嵌入式 GUI 系统设计[J]. 计算机应用与软件,2005,No.3
[43] 王虎. 嵌入式 GUI 系统中 Framebuffer 关键技术研究及其实现[J]. 工业控制计算机,2007,No.3
[44] 吴升艳,胡冰,岳春生. MicroWindows 体系结构及应用程序接口[J]. 单片机及嵌入式系统应用, 2003,No.5
[45] 邓晓鸥, 周忠丽. 嵌入式 GUI 系统 Microwindows 的研究及应用[J]. 中国民族飞行学院学报,2005.6.Vol.16, No.4
[46] 代志华,陈榕. uClinux 上 Microwindows 的移植与中文化[J]. 微型电脑应用,2006.Vol.22, No.7
[47] 吴成允. Microwindows 在嵌入式系统中的应用[J]. 福建电脑,2007.3
[48] http://www.uclinux.org
[49] http://www.microwindow.org
[50] http://blackfin.uclinux.org
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[48] http://www.uclinux.org
[49] http://www.microwindow.org
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