文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
基于嵌入式Linux的数字存储示波器的设计与软件实现
姓名:周政
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:王成华
20080101
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
示波器在工程测量中有着广泛的应用,是工程技术人员在科研工作中最常
用的电子测量仪器之一。数字存储示波器(DSO)更是以其特有的优势,成为
近年来发展最快的电子测量仪器之一。
随着现代测量对电子仪器精度、速度、智能化等各方面要求的提高,传统
的基于单片机的测量仪器由于很难完成操作系统的嵌入、文件的管理、各种接
口的集成、大容量存储器的扩展等功能,在许多领域的应用受到限制。针对这
些问题,本文通过对传统 DSO 技术方案以及本项目具体功能和指标的分析,提
出了 ARM+FPGA+嵌入式 Linux 架构的技术方案。本系统采用 Samsung 公司
的 ARM9 微处理器 S3C2410 作为控制核心,其强大的控制性能和灵活的接口技
术可以大大简化系统的控制和编程。采用 Xilinx 公司的性价比较高的 FPGA 芯
片 XC3S500E,实现了数据的高速采集和处理。
为了在嵌入式 Linux 操作系统中实现对硬件设备的操作,需要开发对应的设
备驱动程序。根据系统要求,研究开发了三种设备驱动程序:GPIO 设备驱动程
序、SPI 设备驱动程序以及 FPGA 设备驱动程序。实践证明这些驱动程序都能稳
定的工作。
同时,本文还开发了嵌入式 Linux 的下位机应用程序,这些应用程序都是在
Qt/Embedded 环境下开发的。应用程序的作用是通过调用设备驱动程序来控制系
统硬件的工作以及实现良好的人机交互功能。经测试应用程序很好地完成了示
波器波形的实时显示、控制以及实时响应键盘操作等功能。

关键词:数字存储示波器,嵌入式系统,嵌入式 Linux,设备驱动,图形用户接
口
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基于嵌入式 Linux 的数字存储示波器的设计与软件实现
ABSTRACT
As one of the mon equipments the engineers use in research and
development, the oscilloscope has been widely used in project measurements. The
Digital Storage Oscilloscope(DSO)has e one of the most fast-developed
equipments because of its proper characteristics.
With the enhancing requirements on speed, precision and intelligence in modern
measurement, traditional measuring instruments based on single chip system is very
difficult to finish the operating system embedding, the management of files,
integration of different interface, huge size memory enlargement and so on. In the
past days, it is limited in many fields. In order to solve these problems, we present the
scheme of ARM+FPGA+Embedded Linux according to the schemes of traditional
DSOs and requirement details of this project. We choose the microprocessor
S3C2410 with ARM9 core produced by Sumsung Corporation as control core. The
ARM microprocessor makes the control simple as well as the programming because
of its strong control ability and flexible connectors. We choose the cost-effective
FPGA chip XC3S50