基于OMAP-L138的数据存储和实时成像系统

基于OMAP-L138的数据存储和实时成像系统

《西安电子科技大学》 2013年

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基于OMAP-L138的数据存储和实时成像系统

曾晓晓  

【摘要】：近年来，高速数据采集、存储和实时成像系统在雷达、航空、航天、兵器等国防部门有着越来越广泛的应用。嵌入式系统具有强实时性、强稳定性、易操作性等特点，以及高集成度、低成本、低功耗等优势。为了适应高速数据采集的发展需要，将嵌入式系统应用到高速率大容量的数据存储和回放系统的研究工作显得十分必要。 OMAP-L138是TI公司的一块内建ARM核及DSP核的双核处理核心，其接口丰富，有串口，百兆网口，SATA2硬盘接口，LCD接口，uPP接口等，在实时系统中可以作为主控和外设的交换芯片。本文自主开发基于OMAP-L138的PCB，进行了如uPP传输、双核通信、数据存储、GUI（图形用户界面）等软件设计和硬件调试，为后续对信号采集系统进行数据存储和实时成像做出了贡献。 本文中设计的板卡采用TI的OMAP-L138作为主控芯片，其ARM核运行Linux嵌入式操作系统，DSP核运行DSP/BIOS操作系统。DSP核采用uPP模式从信号采集系统获得图像数据，处理后再通过DSP/BIOSLink架构将数据传递给ARM，最后ARM核对数据进行存储和成像。并且，ARM核支持GUI直观控制整个系统进程。经过调试，系统的各软件模块已于评估板上基本实现，PCB的各硬件模块也已通过硬件测试，可满足后续研究的需要。

【关键词】： ARM  OMAP-L138  DSP  Linux  uPP  DSPLink  GUI 
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP333;TP274.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 论文的研究背景及意义7
• 1.2 嵌入式系统概述7-9
• 1.3 开放式多媒体平台OMAP概述9-11
• 1.4 基于OMAP芯片数据存储及成像系统研究现状11
• 1.5 本论文的研究内容及结构安排11-13
• 第二章 系统方案设计13-25
• 2.1 方案整体架构13-14
• 2.2 嵌入式操作系统的选择14-18
• 2.2.1 嵌入式操作系统介绍14-15
• 2.2.2 选择嵌入式Linux的优势15-16
• 2.2.3 嵌入式Linux的结构16-18
• 2.3 嵌入式GUI的选择18-20
• 2.3.1 嵌入式GUI介绍18-19
• 2.3.2 选择QT的优势19-20
• 2.4 DSP/BIOSLink介绍20-22
• 2.5 uPP接口介绍22-23
• 2.6 SATA2接口介绍23-25
• 第三章 系统硬件设计25-39
• 3.1 硬件系统框图25-26
• 3.2 主处理器模块26-31
• 3.2.1 OMAP-L138内核27-29
• 3.2.2 OMAP-L138外设29-31
• 3.3 数据存储模块31-32
• 3.3.1 NANDFlash31-32
• 3.3.2 DDR232
• 3.4 液晶显示模块32-33
• 3.5 通讯接口模块33-36
• 3.5.1 异步串口33-34
• 3.5.2 网口34-35
• 3.5.3 FMC接口35
• 3.5.4 硬盘接口35-36
• 3.6 电源管理模块36-37
• 3.7 Layout的经验37-39
• 3.7.1 DDR2的Layout经验37-38
• 3.7.2 其他Layout经验38-39
• 第四章 系统软件设计39-61
• 4.1 软件系统框图39
• 4.2 开发环境的搭建39-47
• 4.2.1 终端控制台搭建39-40
• 4.2.2 CCSv4搭建40
• 4.2.3 主机Linux搭建40-42
• 4.2.4 目标板Linux移植42-47
• 4.3 双核协作的实现47-54
• 4.3.1 DSPLink关键组件及系统结构47-51
• 4.3.2 DSPLink的Loop传输模式51-54
• 4.4 GUI的实现54-59
• 4.4.1 QT的信号和槽机制54-56
• 4.4.2 GUI的功能结构56-57
• 4.4.3 实现GUI的关键QT组件57-59
• 4.5 实时成像的实现59-61
• 第五章 系统测试61-73
• 5.1 硬件测试61-69
• 5.2 软件测试69-71
• 5.3 调试经验71-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73-74
• 6.2 展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-78
• 硕士期间研究成果78-79

《西安电子科技大学》 2013年

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基于OMAP-L138的数据存储和实时成像系统

曾晓晓  

【摘要】：近年来，高速数据采集、存储和实时成像系统在雷达、航空、航天、兵器等国防部门有着越来越广泛的应用。嵌入式系统具有强实时性、强稳定性、易操作性等特点，以及高集成度、低成本、低功耗等优势。为了适应高速数据采集的发展需要，将嵌入式系统应用到高速率大容量的数据存储和回放系统的研究工作显得十分必要。 OMAP-L138是TI公司的一块内建ARM核及DSP核的双核处理核心，其接口丰富，有串口，百兆网口，SATA2硬盘接口，LCD接口，uPP接口等，在实时系统中可以作为主控和外设的交换芯片。本文自主开发基于OMAP-L138的PCB，进行了如uPP传输、双核通信、数据存储、GUI（图形用户界面）等软件设计和硬件调试，为后续对信号采集系统进行数据存储和实时成像做出了贡献。 本文中设计的板卡采用TI的OMAP-L138作为主控芯片，其ARM核运行Linux嵌入式操作系统，DSP核运行DSP/BIOS操作系统。DSP核采用uPP模式从信号采集系统获得图像数据，处理后再通过DSP/BIOSLink架构将数据传递给ARM，最后ARM核对数据进行存储和成像。并且，ARM核支持GUI直观控制整个系统进程。经过调试，系统的各软件模块已于评估板上基本实现，PCB的各硬件模块也已通过硬件测试，可满足后续研究的需要。

【关键词】： ARM  OMAP-L138  DSP  Linux  uPP  DSPLink  GUI 
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP333;TP274.2
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 论文的研究背景及意义7
• 1.2 嵌入式系统概述7-9
• 1.3 开放式多媒体平台OMAP概述9-11
• 1.4 基于OMAP芯片数据存储及成像系统研究现状11
• 1.5 本论文的研究内容及结构安排11-13
• 第二章 系统方案设计13-25
• 2.1 方案整体架构13-14
• 2.2 嵌入式操作系统的选择14-18
• 2.2.1 嵌入式操作系统介绍14-15
• 2.2.2 选择嵌入式Linux的优势15-16
• 2.2.3 嵌入式Linux的结构16-18
• 2.3 嵌入式GUI的选择18-20
• 2.3.1 嵌入式GUI介绍18-19
• 2.3.2 选择QT的优势19-20
• 2.4 DSP/BIOSLink介绍20-22
• 2.5 uPP接口介绍22-23
• 2.6 SATA2接口介绍23-25
• 第三章 系统硬件设计25-39
• 3.1 硬件系统框图25-26
• 3.2 主处理器模块26-31
• 3.2.1 OMAP-L138内核27-29
• 3.2.2 OMAP-L138外设29-31
• 3.3 数据存储模块31-32
• 3.3.1 NANDFlash31-32
• 3.3.2 DDR232
• 3.4 液晶显示模块32-33
• 3.5 通讯接口模块33-36
• 3.5.1 异步串口33-34
• 3.5.2 网口34-35
• 3.5.3 FMC接口35
• 3.5.4 硬盘接口35-36
• 3.6 电源管理模块36-37
• 3.7 Layout的经验37-39
• 3.7.1 DDR2的Layout经验37-38
• 3.7.2 其他Layout经验38-39
• 第四章 系统软件设计39-61
• 4.1 软件系统框图39
• 4.2 开发环境的搭建39-47
• 4.2.1 终端控制台搭建39-40
• 4.2.2 CCSv4搭建40
• 4.2.3 主机Linux搭建40-42
• 4.2.4 目标板Linux移植42-47
• 4.3 双核协作的实现47-54
• 4.3.1 DSPLink关键组件及系统结构47-51
• 4.3.2 DSPLink的Loop传输模式51-54
• 4.4 GUI的实现54-59
• 4.4.1 QT的信号和槽机制54-56
• 4.4.2 GUI的功能结构56-57
• 4.4.3 实现GUI的关键QT组件57-59
• 4.5 实时成像的实现59-61
• 第五章 系统测试61-73
• 5.1 硬件测试61-69
• 5.2 软件测试69-71
• 5.3 调试经验71-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73-74
• 6.2 展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-78
• 硕士期间研究成果78-79