20155224 聂小益 《基于Arm实验箱的接口测试和应用》 课程设计报告
一、设计方案及可行性分析
- 熟悉 Linux 开发环境
- 多线程应用程序设计
- 串行端口程序设计
- 中断实验
二、详细设计思路
1. 熟悉 Linux 开发环境
- 建立工作目录:
在终端输入代码建立工作目录
[root@zxt smile]# mkdir hello[root@zxt smile]# cd hello
- 编写程序源代码
在终端输入
[root@zxt hello]# vi hello.c
打开hello.c,编写实验代码
#include <stdio.h>main(){printf(“hello world \n”);}
按Esc键后,输入:wq保存代码并退出。
- 编写 Makefile
为了让 hello.c 程序能够运行,我们需要编写一个 Makefile 文件,Makefile文件定义了一系列的规则,它指明了哪些文件需要编译,哪些文件需要先编译,哪些文件需要重新编译等等更为复杂的命令。
编写Makefile文件,在终端输入
[root@zxt hello]# vi Makefile
Makefile文件打开,按i键进入输入状态编写Makefile文件
CC= armv4l-unknown-linux-gccEXEC = hello
OBJS = hello.oCFLAGS +=LDFLAGS+= –staticall: $(EXEC)$(EXEC): $(OBJS)$(CC) $(LDFLAGS) -o $@ $(OBJS)clean:-rm -f $(EXEC) *.elf *.gdb *.o
- 编译应用程序
Makefile文件编写完成后,需要在 hello.c的文件目录下运行“make”来编译我们的程序了。如果进行了修改,重新编译则运行:
[root@zxt hello]# make clean[root@zxt hello]# make
- 下载调试
在本地PC 机上启动 NFS 服务,并设置好共享目录。在建立好 NFS 共享目录以后,我们就可以进入 MINICOM 中建立开发板与本地PC 机之间的通讯。
[root@zxt hello]# minicom
[/mnt/yaffs] mount -t nfs -o nolock 本地PC机IP地址:/arm2410cl /host
如果不想使用我们提供的源码的话,可以再建立一个 NFS 共享文件夹。如/root/share,我们把我们自己编译生成的可执行文件复制到该文件夹下,并通过 MINICOM 挂载到开发板上。
[root@zxt hello]# cp hello /root/share[root@zxt hello]# minicom[/mnt/yaffs] mount -t nfs -o nolock 192.168.0.56:/root/share /host
再进入/host 目录运行刚刚编译好的 hello 程序,查看运行结果。
[/mnt/yaffs] cd /host[/host] ./hellohello world
2. 多线程应用程序设计
- 实验源代码与结构流程图
本实验为著名的生产者-消费者问题模型的实现,主程序中分别启动生产者线程和消费者线程。生产者线程不断顺序地将 0 到 1000 的数字写入共享的循环缓冲区,同时消费者线程不断地从共享的循环缓冲区读取数据。流程图如图所示:
- 主要函数分析:
下面我们来看一下,生产者写入缓冲区和消费者从缓冲区读数的具体流程,生产者首先要获得互斥锁,并且判断写指针+1 后是否等于读指针,如果相等则进入等待状态,等候条件变量 notfull;如果不等则向缓冲区中写一个整数,并且设置条件变量为 notempty,最后释放互斥锁。消费者线程与生产者线程类似,这里就不再过多介绍了。流程图如下:
- 阅读源代及译应用编程序
进入 exp/basic/02_pthread
目录,使用 vi 编辑器或其他编辑器阅读理解源代码。运行 make 产生 pthread 可执行文件。
- 下载和调试
切换到 minicom 终端窗口,使用 NFS mount 开发主机的/arm2410cl 到/host 目录。
进入/host/exp/basic/pthread
目录,运行 pthread,观察运行结果的正确性。
3. 串行端口程序设计
- 实验原理
异步串行 I /O 方式是将传输数据的每个字符一位接一位(例如先低位、后高位)地传送。数据的各不同位可以分时使用同一传输通道,因此串行 I/O 可以减少信号连线,最少用一对线即可进行。接收方对于同一根线上一连串的数字信号,首先要分割成位,再按位组成字符。为了恢复发送的信息,双方必须协调工作。在微型计算机中大量使用异步串行 I/O方式,双方使用各自的时钟信号,而且允许时钟频率有一定误差,因此实现较容易。但是由于每个字符都要独立确定起始和结束(即每个字符都要重新同步),字符和字符间还可能有长度不定的空闲时间,因此效率较低。
- 编译应用程序
运行 make 产生 term 可执行文件
[root@zxt root]# cd /arm2410cl/exp/basic/03_tty/
[root@zxt 03_tty]# make
armv4l-unknown-linux-gcc -c -o term.o term.c
armv4l-unknown-linux-gcc -o ../bin/term term.o -lpthread
armv4l-unknown-linux-gcc -o term term.o -lpthread
[root@zxt 03_tty]# ls
Makefile Makefile.bak term term.c term.o tty.c
- 下载调试
切换到 minicom 终端窗口,使用 NFS mount 开发主机的/arm2410cl 到/host 目录。进入 exp\basic\03_tty
目录,运行 term,观察运行结果的正确性。
[root@zxt root]# minicom
[/mnt/yaffs] mount -t nfs -o nolock 192.168.0.56:/arm2410cl /host
[/mnt/yaffs]cd /host/exp/basic/03_tty/
[/host/exp/basic/03_tty]./termread modemsend data123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWX
由于内核已经将串口 1 作为终端控制台,所以可以看到 term 发出的数据,却无法看到开发主机发来的数据,可以使用另外一台主机连接串口 2 进行收发测试;这时要修改一下执行命令,在 term 后要加任意参数。
Ctrl+c 或者 ESC 可使程序强行退出。
4. 中断实验
- S3C2410 中断处理
ARM920T 的异常向量表有两种存放方式,一种是低端存放(从 0x00000000 处开始存放),另一种是高端存放(从 0xfff000000 处开始存放)。ARM920T 能处理有 8 个异常,他们分别是:
Reset,Undefined instruction,Software Interrupt,Abort (prefetch),Abort (data),Reserved,IRQ,FIQ
- 编译应用程序
运行 make 产生可执行文件int-driver
[root@BC basic]# cd 10_init/
[root@BC 10_init]# make
armv4l-unknown-linux-gcc -c -I.. -Wall -O -D__KERNEL__ -DMODULE -I/home/kernel/linux-2.4.18-2410cl/include s3c2410-int.c -o s3c2410-int.os3c2410-int.c: In function `s3c2410_IRQ3_fun':s3c2410-int.c:83: warning: unused variable `byte's3c2410-int.c: In function `s3c2410_interrupt_init':s3c2410-int.c:190: warning: implicit declaration of function `set_external_irq'
[root@BC 10_init]# ls
- 下载调试
切换到 minicom 终端窗口,使用 NFS mount 开发主机的/arm2410cl 到/host 目录,然后进入/host/exp/basic/ 10_int
目录,用 insmod int-driver.o
命令插入 s3c2410-int
驱动,并用 lsmod 命令查看是否已经插入。
[/mnt/yaffs]mount -t nfs -o nolock 192.168.0.189:/arm2410cl /host[/host/exp/basic]cd 10_int/[/host/exp/10_init]lsMakefile s3c2410-int.c s3c2410-int.o[/host/exp/10_init ]insmod s3c2410-int.o[/host/exp/10_init]lsmodModule Size Used by Tainted:P
s3c2410-int 2048 0(unused)
//发现驱动已经成功加载
设计特色
1. 设计中遇到的问题及解决方法
(1)makefile无法完成编译。如下图:
答:重新下载编译器,与旧编译器进行替换即可编译成功。
编译成功的图片如下:
这是之后跑出的helloworld和2-1的代码的图片
(2)minicom无法显示
答:需要将串口设置为ttyUSB0
而不是教材上写的ttys0,因为我们是使用的USB转串口线。
(3)minicom乱码问题。
答:还未解决,之后使用了超级终端,问题的得到了解决。
(4)开发板无法ping通主机。
答:按照以下步骤解决:
- 虚拟机使用桥接方式
- 虚拟机连接方式设置
在虚拟机VMware里面:选择 edit(编辑) -> Vitual Network Editor(虚拟网络编辑器)
,选中VMnet0,在下面的VMnet Information中,点Bridge to(桥接到)
:选择自己的有线网卡(有线网卡可通过以太网属性查看,非无线网卡),然后选择虚拟机VMware右下角的网络设配器,进入虚拟机设置,选择连接方式Custom VMnet0(Bridged)
,完成保存。
- 开发板网络设置
arm开发板与虚拟机主机的ip设置为同一网段。
- 关掉各系统的防火墙。
之后即可ping通。
2. 调试过程中遇到的主要问题及解决方法
- 编译程序的问题。
答:编译环境与实验指导书上的环境不同,故需要我们去主动修改代码,来配合我们现有的编译环境,如,书上给的是-lpthread,是旧时的编译语句,现在要替换为-pthread,诸如此类,十分考察我们的代码能力,经过这个问题,也让我对于自己的代码能力有了新的审视,以后会更加注意,记住学习更多的代码知识。
- 串口程序2-3出现 segmentation fault
答:原因与第一个问题很像,因为系统不同,故需要更改代码里的一些值,
- 关于共享文件夹nfs的建立。
安装NFS server软件
sudo apt-get install nfs-kernel-server
创建共享目录并将目录的权限改为777
mkdir -p sharechmod 777 share
配制文件vi /etc/exports
sudo vi /etc/export
添加以下条目
/home/lisp/share *(rw,sync,no_root_squash)
其中/home/lisp/share为共享目录, rw为可读写操作
开启nfs服务
sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server start
把写好的文档拷贝到共享文件夹里,如下图
之后在超级终端里运行以下命令即可。
源代码及注释
实验报告内有详细代码。
个人报告
- 个人贡献:
在课设中,我主要辅助解决实验中遇到的问题、查阅资料寻找解决方法等。因为新实验箱与我们之前使用过的实验箱不同,再加上要从头配置实验所用系统,有许多地方操作有差异,需要搜索解决方案。
- 设计体会及收获
课设是一个把需求分析、程序编写、程序调试、撰写报告结合为一体的过程。在课设过程中,我们不仅锻炼了思维能力和查找资料的能力,更磨练了我们的团队合作精神。
刚拿到课设题目时觉得比较困难,后来跟小组同学讨论、查找解决办法,慢慢解决了许多问题,使我们解决问题的能力得到了提高。
转载于:https://www.cnblogs.com/nxy970408/p/9131027.html
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