【硕士论文】基于ARM和uCOS-Ⅱ嵌入式平台的NANDFlash存储驱动系统设计.pdf

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第V页摘要随着现代计算机技术和互联网技术的飞速发展，嵌入式系统成为了当前信息行业最热门的焦点之一。ARM以其高性能低功耗的特点成为目前主流的32位嵌入式处理器而在数码产品中广泛使用，随着数码相机的普及，数码相框产品得到推广，数码相框通过一个液晶的屏幕显示数码照片而非纸质照片，数码相框比普通相框更灵活多变，也给现在同益使用的数码相片一个新的展示空间。在嵌入式操作系统方面，uC／OS．II凭借其小内核、多任务、丰富的系统服务、容易使用以及源码公开等特点被嵌入式系统开发者广泛用在各种嵌入式设备开发中。uC／FS嵌入式文件系统由于稳定性，可

2、移植性以及与uC／OS．II内核的相兼容被广泛用在基于uC／OS．Il的嵌入式系统开发中。NANDFlash存储器由于其大容量数据存储、高速存取速度、易于擦除和重写、功耗小等特点被广泛应用于便携式电子设备的数据存储、嵌入式系统的程序存储载体中。本论文的硬件工作平台是艾科公司研发的数码相框芯片方案ARKl600，该平台集成了嵌入式系统设计所需的相关硬件模块。本论文的主要设计目标是在该平台上实现NANDFlash存储设备驱动的系统级方案，即在ARKl600平台上通过构建uC／OS．II操作系统以及uC／FS文件系统来实现NANDFlash设备驱动挂接。本论文是在Wi

3、ndows环境下通过ARMADS实现代码的编译，通过Multi．ICE进行前期调试以及USB．Debug进行后期的系统整合调试。本论文的主要研究工作具体涉及以下三个的方面：首先研究了ARM相关构架以及uC／OS．II操作系统的特点，并在此基础上移植uC／OS．II操作系统到ARKl600平台，分析ARKl600硬件体系结构的基础上详细分析了BootLoader的相关概念，并重点阐述了NANDBootLoader程序设计与实现过程；其次在文件系统方面，本论文成功移植uC／FS嵌入式文件系统到ARKl600平台，在移植的过程中采用了动态文件缓冲区算法提高了该文件系统

4、的数据传输效率；最后重点讨论了NANDFlash驱动在ARKl600的实现，主要分析了NANDFlash的数据存储结构，并从物理层，逻辑层和文件系统接口层三个方面具体分析了NANDFlash驱动程序的实现，并在NANDFlash逻辑层驱动实现时通过采用坏块处理表算法实现了NAND的磨损均衡问题。关键词：ARM；uC／OS．II；uC／FS文件系统；NAND设备驱动：系统启动引导西南交通大学硕士研究生学位论文第VI页AbstractWiththerapiddevelopmentofthemodemcomputertechnologyandintemettechno

5、logies，theembeddedsystemhasbecomeoneofthemainfocusesinthecurrentinformationindustry．Considereditsextraordinaryperformanceandlowpowerconsumption，theARMtechnologyiswidelyusedinthe32-bitembeddedprocessorfield．Withtherapidusageofdigitalcamera，anewproductcalleddi．gitalpictureframeiswidely

6、used，thedigitalpictureisshowingthedgitalpictureinsteadofthetraditionalpicturethroughttheLEDscreen，thusitismoreflexiblethanthetraditionalframes，besides，itprovidesamorewidelyplatformforthedigitalpictures．Astheoperationsystemaspectmentioned，theuC／OS—IIhasbecometheembeddeddesigners’favor

7、iteforallkindsofembeddeddeviceapplicationwithitsexcellentcharacterassmallkernel，multitask，abundantsystematicservice，easyusageandsourcecodeispubliclyaccessed．TheembeddedfilesystemuC／FSisconsideredtobestable，easilytransplanted，compatiblewithuC／OS-II，therefore，thisfilesystemismostlyused

8、intheplatfor