基于嵌入式LINUX系统的PDA功能模块的开发.pdf

上海交通大学硕士学位论文基于嵌入式Linux系统的PDA功能模块的开发姓名：王岩申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：王林20050101上海交通大学硕士学位论文 - I - 基于嵌入式 L i n u x 的 P D A 功能模块的开发 摘 要 PDA 是 Personal Digital Assistant 的缩写 字面意思是 个人数字助理即通常所说的掌上电脑随着信息技术的飞速发展掌上电脑集中了计算通讯录信息查询等常规功能外还集成了娱乐和网络等功能而且还可以做来用PDA 的发展趋势和潮流就是计算通信网络存储娱乐电子商务的融合 嵌入式技术是后 PC 时代最热门的技术也是发展最快的技术Linux 是源码公开的类 UNIX 操作系统从问世到现在它取得了飞速的发展现在越来越多的用户选择 Linux 作为 PC 和服务器的操作系统同时Linux所具备的稳定高效易定制易剪裁硬件支持广等特点结合其所独具的免费开放源代码等特征使得 Linux非常适合嵌入式系统的开发现在越来越多的嵌入式系统采用 Linux为其操作系统于是各种嵌入式 Linux 操作系统得到了进一步的完善和发展 本文选择 ARM 核心的三星S3C2410 微处理器 在此基础上进行硬件扩展和软件系统的选择设计并实现一个简单的 PDA 系统在该系统中首先对存储器LCD 液晶显示触摸屏等功能模块进行硬件扩展然后根据系统需要对 Linux 内核进行裁减和文件结构进行改造 编译出一个适合 PDA 系统的嵌入式 Linux 内核和文件系统上海交通大学硕士学位论文 - II - 最后针对特定的硬件特性 在此操作系统基础上进行基本输入输出模块即 LCD 和触摸屏驱动程序的开发 关键词嵌入式系统PDALinuxARM 上海交通大学硕士学位论文 - III - Development of PDA Function Modules Based on Embedded Linux OS ABSTRACT PDA is the abbreviation of “Personal Digital Assistant”, which is known as palmtop computer in our lives. With the fast development of Information Technology, PDA has integrated the telephonefaxentertainment and network functions besides the normal features such as calculationaddress list and information query and so on. It can also be used as mobile phone. The development trend and tide of PDA is amalgamation of calculationcommunicationsnetworkstorageentertainmentelectronic commerce. The embedded technique is the hot technique in the post PC age and also is the fast developing technique. Linux is the source- opened operation system which is similar to the UNIX, it got a fast development since its birth. Now more and more people select Linux as the operation system of PC and servers. At the same time, Linux has the characters of steadyhigh efficiencyeasily customizedeasily cut and widely supported by most hardware. Free and source-opened are also the unique characters of Linux. All the features make Linux is very fit for the 上海交通大学硕士学位论文 - IV - development of embedded system, so more and more embedded systems adopt Linux as the operation system and all kinds of embedded Linux operation systems have been deeply developed and improved. This paper chooses Samsung S3C2410 as the microprocessor which has an ARM ARM920T core, and based the MPU, some hardware will be extended and the software system will be chosen to design and realize a simple PDA system. At the course of the system design and implementation, first, the function modules including memoryLCD displaytouch screen were designed; second, according to the system requirement, the kernel and file structure of Linux were adjusted to an embedded Linux system fit for special applications of PDA; at last, the hardware drivers were developed based on the system. KEY WORDS: PDA, Embedded SystemLinuxARM 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行的研究工作所取得的成果除文中已注明引用的内容外 本论文不包含任何其他个人或集体已发表或撰写过的作品成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担 学位论文作者签名 日期2005 年 1 月 8 日 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部和部分内容编入有关数据库进行检索 可以采用影印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 保密在 年解密后适用本授权书 本学位论文属于 不保密 请在以上方框内打 学位论文作者签名 指导教师签名 日期2005 年 1 月 8 日 日期2005 年 1 月 8 日 上海交通大学硕士学位论文 - 1 - 第一章 序 论 P D A ( P e r s o n a l D i g i t a l A s s i s t a n t 个人数字助理) 是一种集信息处理和数据通信于一身的手持式设备顾名思义就是将个人平常所需的资料数字化能被广泛的利用与传输不仅可以用来做记事本名片夹信息查询还可以用它来进行文档编辑浏览网页欣赏 M P 3 观看视频图像等今日的 P D A 除了基本的功能外还包括琳琅满目的各种应用功能以 P D A界的 P a l m系列产品来说对应其 P a l m O S 的应用软件共有 1 万多种几乎只要你想得到或需要的功能都能找到适合的软件随着科技的进一步发展以及源码开放的 L i n u x操作系统的逐步流行P D A 的功能将更加完善和丰富应用范围也将越来越广泛的 1 . 1个人数字助理的发展过程1 P D A 的历史最早可以追溯到 T a n d y 公司在上世纪 8 0 年代推出的 T R S - 8 0这是程序员编制 B A S I C 程序的辅助工具从外型来看更像现在的电子辞典 现在所说的P D A通常是指基于P a l m 操作系统的系列产品和基于微软 P o c k e t P C操作系统的系列产品这些产品除了能够使用厂家在生产时预装的软件和数据库外还能根据消费者的喜好自行选择安装东西1 9 9 2年苹果公司推出了第一台今天意义上的 P D A牛顿( N e w t o n ) 并预期有数百万台的销售量但是牛顿的缺陷是显而易见的为了追求功能上的齐全牛顿运行速度缓慢手写识别率低而且又大又重根本不适于随身携带到 1 9 9 3年末牛顿总共卖出了 1 2 万台与原定计划相比牛顿无疑是失败的 1 9 9 3年程序员杰夫霍 金 斯 和 销 售 员 唐 娜杜宾斯基建立了P a l m C o m - p u t i n g 公司销售他们为牛顿开发的手写识别软件 G r a f f i t i P a l m的中文意思是棕榈树但也有手掌的意思表明他们对自己的软件在手写识别方面的信心由于 G r a f f i t i大大提高了牛顿的手写识别能力销售十分红火 P a l m 公司开始设计自己的 P D A霍金斯设计了独特的操作系统P a l m O S 1 . 0以 G r a f f i t i 作为 P D A 的手写识别软件 1 9 9 6 年 P a l m 公司推出了 P i l o t 1 0 0 0和 P i l o t 5 0 0 0 到 1 9 9 7 年 P i l o t 的销售量就超过 1 0 0 万台苹果公司多年未能达到的目标P a l m 用了不到 1 年就实现了 上海交通大学硕士学位论文 - 2 - 从此P a l m一直是全球市场占有率最高的 P D A产品到目前为止全球已经有超过 1 0 0 0万的 P a l m用户但是P a l m公司几经易手霍金斯和杜宾斯最后也被赶出了公司 霍金斯和杜宾斯基离开后马上成立了新公司H a n d s p r i n g 继续生产使用 P a l m O S操作系统的 P D A 同时他们将更多的创意加在了 H a n d s p r i n g上H a n d s p r i n g上拥有一个万能插口可以接配几乎所有的电子设备利用现有的插件H a n d s p r i n g 可以成为M P 3 播放器数码相机数字录音机G P S 全球定位系统扫描仪等等所以很快 H a n d s p r i n g 生产的 V i s o r 系列 P D A 就成为仅次于 P a l m 的全球第二大 P D A 品牌 P o c k e t P C 是微软开发的 P D A 操作系统它的前身是 W i n d o w s C E P o c k e t P C的名字来得非常不容易1 9 9 6 年微软的 W i n d o w s C E 1 . 0 问世但是 W i。