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1、青 岛 大 学毕业设计(论文)开题报告题 目：基于MagicSOPC的uClinux的移植学 院： 信息工程学院 专 业： 计算机科学与技术 姓 名： 王晓伟 指导教师： 孙仁诚 2009 年 3 月 8 日一、研究意义及国内外研究现状研究意义近年来，可编程逻辑器件的发展，使得SOPC(System On A Programmable Chip，可编程片上系统)成为可能, 即在一块可编程芯片上实现整个系统。Nios是ALTERA公司开发的可用于SOPC设计的处理器软核。基于Nios软核的SOPC系统，其最大特点就是灵活，可以根据自己的需要灵活改变Nios的外围设备，使得硬件利用效率达到最高，同
2、时它具有ISP(In System Programmable,在系统编程)的功能，可裁减，可扩充，可升级。uClinux是Linux的一个分支，它保留了Linux稳定和优异的网络能力以及优秀的文件系统支持的特点,同时又克服了Linux必须依赖与MMU的不足,是一种优秀的嵌入式操作系统。同时NIOS又是一种高效、低功耗的RISC处理器。二者的结合将使基于NIOS和uClinux的嵌入式产品有更高的竞争力。国内外研究现状综观嵌入式系统的发展，大致经历了三个阶段。第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有与监测、指示设备相配合的功能。第二阶段以嵌入式操作系统为标志。这一阶段系统的主要
3、特点是:嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上，操作系统内核精小、效率高，并且具有高度的模块化和扩展性;具各文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能;具有大量的应用程序接口(API),嵌入式应用软件丰富。第三阶段是以基于因特网为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。与不带嵌入式操作系统的嵌入式设备相比，带嵌入式操作系统的嵌入式设备更加有效、快速、方便的管理嵌入式硬件有限的资源，还能提供很多接口，有利于开发，另外还具有的优点有： 系统内核小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。专用性强。嵌入
4、式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全两个概念。 系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。 高实时性。高实时性是嵌入式软件的基本要求。支持多任务。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行；但是为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库
5、函数接口，用户必须自行选配RTOS(RealTime Operating System)开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。二、主要的研究内容1.uClinux操作系统：uClinux操作系统主要有三个基本部分组成，引导程序、uClinux内核(由内存管理、进程管理和中断处理等构成)和文件系统，作为一个优秀的嵌入式操作系统，它的主要特点有：(1)通用的LinuxAPI(2)完整的TCP/IP协议堆栈(3)支持大量其他的网络协议(4)支持各种文件系统，包括NFS,ext2,romfs,JFFS,MS-DOS以及FAT1613 22.硬件开发平台Magic
6、SOPC：MagicSOPC 是基于ALTERA NIOS II SOPC 的专业级创新教学实验开发平台，其特点有：(1)采用ALTERA 公司Cyclone II 系列150 万门的FPGA，先进的系统化、模块化设计。(2)丰富的人机交互方式，众多的高性能外设使得MagicSOPC开发平台具有卓越的性能和无与伦比的灵活性。(3)MagicSOPC是目前全球外设接口最丰富、配套资料最齐全、功能最强大的SOPC/EDA/DSP 开发平台，是SOPC、EDA、DSP 教学实验、电子设计创新实验室、现代嵌入式系统实验室、科研开发的上佳选择。3.NIOSII软核处理器：Nios II处理器系列由三个不
7、同的内核(JTAG调试模块、用户指令、外围设备及接口等)组成，可以灵活地控制成本和性能。4.将uClinux移植到MagicSOPC板子上的主要步骤为：(1).建立交叉编译环境。(2).内核下载。(3).内核配置和编译。(4).内核烧写。三、工作计划安排第一、二周：查阅与论文相关的参考文献和资料，根据毕业设计任务书要求，完成开题报告；第三周：根据掌握知识，熟悉嵌入式操作系统移植步骤第四、五周：熟悉移植所需软件第六周：五一放假；第七、八周：上机实验，使系统成功运行第九周：撰写论文，完成毕业论文初稿；第十周：检查论文内容、格式等问题，最终定稿并打印；第十一周：准备论文PPT，做好答辩准备。四、参考
8、文献1周立功，SOPC嵌入式系统基础教程。 北京航空航天大学出版社，2006.112陈莉君，深入分析Linux内核源代码M。人民邮电出版社，2002，83田志刚，嵌入式Linux 系统及其应用J，微计算机应用2003，24(5):4陈坚华，范艳等.基于ARM7TDMI的uClinux移植J.电子器件，vol.26，No.1，2003，3:15185uClinux website,www.uClinux.org6田泽，嵌入式系统开发与应用7John Lombardo,Embedded Linux,New Riders Publishing,ISBN 0-7357-0998.X8 David Mc
9、Cullough,Getting started with uClinux，http:/www.ucdot.org/article.pl?sid=02/09/03/13572559 李善平等，Linux与嵌入式系统，清华大学出版社，200310 王庆江，董渭清，张琳等，嵌入式系统及其开发领域典型特征分析J.计算机应用研究，2002，19(4):111311 张湘，肖建.嵌入式系统和嵌入式操作系统12 钟锡昌.嵌入操作系统在中国的发展现状与前景J，信息技术与标准化，2002，(6):606213魏忠，菜勇嵌入式开发详解.北京:电子工业出版社，2003.3 414邹思轶.嵌入式linux设计与应用北京:清华大学出版社，2001.77-7815周德新，张向利.Linux与嵌入式操作系统.桂林电子工业学院学报，2000.4期: 21 2316金西，黄汪，嵌入式linux及其关键技术.微型机与应用，2000, 1 1期:6817何立民，嵌入式系统的定义与发展简史，北京航空航天大学出版社，2004.12.3