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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:楊正宏
研究生(外文):Zheng-Hong Yang
論文名稱:Linux系統之驅動程式合成自動化
論文名稱(外文):Automatic Device Driver Generation for Linux System
指導教授:許明華許明華引用關係黃穎聰黃穎聰引用關係
指導教授(外文):Ming-Hwa SheuYin-Tsung Hwang
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:電子與資訊工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:驅動程式嵌入式系統
外文關鍵詞:embedded systemlinuxdevice driver
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在SOC系統發展上,所掛載的IP裝置越來越多,且大多必須在作業系統環境下工作,然而在作業系統的環境下,並不允許使用者直接存取硬體裝置,所以必須透過驅動程式來做為應用程式與硬體裝置溝通的媒介。但是驅動程式的撰寫是一件很繁瑣的事情,必須考慮到軟體的驅動程式設計與硬體的interface設計上的搭配,對許多工程師來說是很困擾的事,因此我們提出User assisted device driver and interface generation的概念且加以實現,將目標放在SOC的IP軟硬體整合上,提供多樣化的base function讓工程師使用,可以大幅減少撰寫驅動程式與硬體介面的時間,更能快速的達到驗證整合。在本論文首先會介紹嵌入式作業系統MontaVista Linux之驅動程式編譯環境。討論在作業系統環境之下,IP在嵌入式系統發展板上的驅動程式的設計與實現,比較Character type與Block type驅動程式與應用,並預先建立單筆或多筆的8/16/32位元讀寫、Major number自動取得與IO記憶體轉換等函式,使用Template-based方式完成驅動程式自動產生。並以實際的例子來說明驅動程式之結構與其動作原理,以及將會使用到的相關作業系統之System Call、應用程式與驅動程式溝通之機制設計。
There are more and more IP device was mounted in SOC system. And mostly all have operating systems. But under the environment of the operating system do not allow user direct access hardware device. The reasons why must make the media communicate with the hardware device for application program through the driver.
But it is one tedious thing for engineer to write device driver. It must consider driver of software design and interface in hardware design at the same time. It is a thing perplexed very much to a lot of engineers. So we presented the User assisted device driver automatic generation concept and implementation it. The GUI tool offers diversified base function to use by the engineer.
We will introduce the embedded operating system MontaVista Linux and compiling environment with the driver. Discuss under the environment of operating system design and realizing of IP driver on the embedded system development board.
第一章 緒論 - 1 -
1.1前言 - 1 -
1.2研究動機 - 3 -
1.3論文架構 - 4 -
第二章 軟體與硬體發展環境 - 5 -
2.1 軟體平台介紹 - 5 -
2.1.1嵌入式作業系統MontaVista Linux - 5 -
2.1.2 Target Configuration Tool (TCT) - 7 -
2.2 硬體平台介紹 - 10 -
2.2.1 Excalibur系統架構 - 11 -
2.2.2可擴充匯流排介面(Expansion Bus Interface) - 12 -
2.2.3 AMBA匯流排系統 - 13 -
2.3 相關軟體 - 16 -
2.3.1 SOPC Builder簡介 - 17 -
第三章 Linux核心與驅動程式類型介紹 - 21 -
3.1 Linux 核心與模組 - 21 -
3.1.1 核心概論 - 21 -
3.1.2 核心模組分類 - 22 -
3.2 字元式驅動程式 - 26 -
3.2.1 註冊與解除註冊 - 26 -
3.2.2 檔案操作函式 - 26 -
3.3 區塊式驅動程式 - 29 -
3.3.1 註冊與解除註冊 - 29 -
3.3.2 Request函式操作 - 30 -
3.3.3 資料傳輸與IOCTL - 32 -
3.4系統記憶體之位址空間與記憶體映射 - 34 -
第四章 驅動程式合成自動化研究 - 35 -
4.1 驅動程式合成自動化概況 - 35 -
4.2 Device driver header and data structure - 37 -
4.3 Generation algorithm - 39 -
4.4 User assisted GUI and automatic generation - 43 -
4.4.1 Automatic Generation - 44 -
4.4.2 使用者編輯模式 - 46 -
第五章 軟硬體整合驗證 - 51 -
5.1硬體IP介紹 - 52 -
5.2 硬體裝置動態載入流程 - 53 -
5.3 應用程式與Linux 裝置驅動程式之溝通機制 - 55 -
5.3.1 Linux 裝置驅動程式之編譯環境 - 55 -
5.3.2 Makefile與驅動程式自動載入與卸載之設計 - 56 -
5.4硬體驗證 - 58 -
第六章 結論與未來研究方向 - 61 -
6.1 未來研究 - 61 -
[1] Grammar based modelling and synthesis of device drivers and bus interfaces .
O''Nils, M.; Oberg, J.; Jantsch, A.; Euromicro Conference, 1998. Proceedings. 24th , Volume: 1 , 25-27 Aug. 1998 Pages:55 - 58 vol.1
[2] Prototype of the device driver generation system for UNIX-like operating systems
Katayama, T.; Saisho, K.; Fukuda, A.; Principles of Software Evolution, 2000. Proceedings. International Symposium on , 1-2 Nov 2000 Pages:302 – 310
[3] Synthesizing operating system based device drivers in embedded systems
Shaojie Wang; Sharad Malik;Hardware/Software Codesign and System Synthesis, 2003. First IEEE/ACM/IFIP International Conference on , 1-3 Oct. 2003 Pages:37 - 44
[4] Linux Device Driver. O’REILLY.
[5] Montavista Linux User’s Guild.
[6]Linux Kernel Programmer,third editon. ADDISON WESLEY.
[7]Learning the bash Shell, 2/e. Cameron Newbam、Bill rosenblatt, O’REILLY.
[8]Unix Shell Programmer .second edition, Lowell Jay Arthur, John Wiley & SonsInc.
[9] 以Linux為基礎之資料傳輸系統之軟體設計
國立台灣科技大學/電子工程系/89/碩士/許晉嘉
[10] 整合USB之嵌入式系統設計
國立中正大學/電機工程研究所/91/碩士/馮育新
[11] 嵌入式多媒體系統
國立交通大學/電機與控制工程系/91/碩士/鄭光輝
[12] Component-based design approach for multicore SoCs
Cescirio, W.; Baghdadi, A.; Gauthier, L.; Lyonnard, D.; Nicolescu, G.; Paviot, Y.; Yoo, S.; Jerraya, A.A.; Diaz-Nava, M.;
Design Automation Conference, 2002. Proceedings. 39th , 10-14 June 2002
Pages:789 - 794
[13] Modeling and integration of peripheral devices in embedded systems
Shaojie Wang; Malik, S.; Bergamaschi, R.A.;
Design, Automation and Test in Europe Conference and Exhibition, 2003 , 2003
Pages:136 - 141
[14] Proposal of a support system for device driver generation
Katayama, T.; Saisho, K.; Fukuda, A.;
Software Engineering Conference, 1999. (APSEC ''99) Proceedings. Sixth Asia Pacific , 7-10 Dec. 1999 Pages:494 – 497
[15] Prototype of the device driver generation system for UNIX-like operating system
Katayama, T.; Saisho, K.; Fukuda, A.;
Principles of Software Evolution, 2000. Proceedings. International Symposium on , 1-2 Nov 2000 Pages:302 – 310
[16] Multiprocessor SoC platforms: a component-based design approach
Cesario, W.O.; Lyonnard, D.; Nicolescu, G.; Paviot, Y.; Sungjoo Yoo; Jerraya, A.A.; Gauthier, L.; Diaz-Nava, M.;
Design & Test of Computers, IEEE , Volume: 19 , Issue: 6 , Nov.-Dec. 2002
Pages:52 - 63
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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