【摘 要】
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目前,在基于RISC-Ⅴ内核的嵌入式系统研发过程中,由于其诞生较晚,相关编译器、开发工具、软件开发环境以及其他生态要素还不完善,导致其开发难度大、耦合性低,模块的鲁棒性较差,因此易产生重复开发的问题。针对该问题,本文首先提出一种基于通用嵌入式计算机思想的RISC-Ⅴ系统框架,并给出在该框架下基本驱动构件的部署规则以及实时操作系统的移植和驻留方法。此外,针对RISC-Ⅴ的编译适应性差的问题,实现一种
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目前,在基于RISC-Ⅴ内核的嵌入式系统研发过程中,由于其诞生较晚,相关编译器、开发工具、软件开发环境以及其他生态要素还不完善,导致其开发难度大、耦合性低,模块的鲁棒性较差,因此易产生重复开发的问题。针对该问题,本文首先提出一种基于通用嵌入式计算机思想的RISC-Ⅴ系统框架,并给出在该框架下基本驱动构件的部署规则以及实时操作系统的移植和驻留方法。此外,针对RISC-Ⅴ的编译适应性差的问题,实现一种基于通用Makefile文件的多芯片兼容编译方案。最后成功应用于无刷直流电机控制场景中。主要工作内容如下:(1)设计基于RISC-Ⅴ内核芯片的系统框架。根据程序的复用性,提出BIOS和User划分方法。根据BIOS和User的功能特点,制定合理的划分方案,给出驱动构件的驻留规则,最后设计一种通用的RISC-Ⅴ内核芯片间的移植方法。(2)完成RT-Thread的移植和驻留。根据RT-Thread和RISC-Ⅴ内核芯片的特性,给出RT-Thread移植到该芯片的方法;然后借鉴GEC框架中固化驱动构件的思想,设计出BIOS中驻留RT-Thread的规则;最后给出驻留后的测试样例。(3)针对RISC-Ⅴ的编译适应性问题,借助RISC-Ⅴ GCC编译器,通过设计RISC-Ⅴ芯片间通用Makefile文件,解决RISC-Ⅴ编译过程中芯片间的适应性问题。通过一系列文件、语法处理,实现本实验室IDE对RISC-Ⅴ编译器的兼容。(4)综合上述对RISC-Ⅴ内核芯片上的系统设计方案,成功实现对无刷直流电机的速度控制,并给出一套稳定的软硬件设计方案。首先根据控制原理设计硬件电路;软件上基于GEC框架在BIOS中驻留基础驱动构件,在User程序上完成电机控制系统应用程序的开发,程序具有较高的通用性;经测试表明该系统功能完善,稳定性较高,具有一定的实际应用价值。本文基于RISC-Ⅴ内核的MCU实现了通用嵌入式计算机框架;完成了实时操作系统的移植和驻留;给出解决RISC-Ⅴ芯片编译适应性的方案。通过在不同芯片间的移植测试和具体项目部署,验证了本系统框架的可靠性和稳定性,达到了研究的预期目标,具有一定的实际应用价值。
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