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基于EP9315的附网络存储NAS系统设计

来源:51Base / 作者:北京邮电大学 李维成 刘晓平?? 2007年08月11日 ?? 收藏0


?????? 2.2? 硬件电路

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NAS系统主要硬件结构框图如图2所示[3]。

NAS系统硬件结构框图

?????? 其中主要部分功能描述如下:

?????? 复位电路? 实现系统上电复位和在系统工作时用户按键复位。电源电路? 为12 V—5 V、5 V—3.3 V和5 V—1.8 V的电压转换。IDE硬盘需要12 V电压,EP9315微处理器的内核工作电压为1.8 V,其片内功能模块的工作电压为3.3 V,电压转换采用7805和LM1117系列转换器实现。电源管理系统功能框图如图3所示。

电源管理系统功能框图

?????? RS232接口电路? 用于与上位PC机的串口通信,通过串口实现对操作系统的开发、调试。在系统的初始状态,EEPROM和Flash存储器均为空,此时需要设置系统启动配置模式为16位串行启动,以把初始化代码写到Flash中。

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?? JTAG调试接口? 可对芯片内部的所有部件进行访问,通过该接口对系统进行软、硬件调试和编程,进行应用程序的开发、调试。

?????? Flash存储器? 用于存放用户应用程序、嵌入式Linux操作系统以及其他在系统掉电后需要保存的用户数据等。

?????? SDRAM存储器? 为系统程序的运行空间,系统及用户数据、堆栈均位于SDRAM存储器中。

?????? EIDE接口? 用于实现IDE硬盘的接入。

?????? 1/10/100 Mbps以太网物理层接口? 为系统提供以太网接入的物理通道。本系统通过该接口接上以太网物理层接口芯片KS8721BL,来实现高速的以太网接入,大大简化了系统的硬件电路设计。

?????? 3? NAS系统的软件设计

?????? 当完成系统的硬件设计与调试以后,接下来的就是嵌入式Linux操作系统的移植以及NAS应用程序的开发。NAS系统的软件主要包括嵌入式Linux操作系统,设备驱动程序、文件共享协议及应用程序。NAS系统软件的体系结构如图4所示。

NAS系统软件的体系结构

?????? 作为一个NAS系统,整个系统中必须有一个核心操作系统,作为对硬件的管理,软件的协调执行,并对外部调用提供 API。在核心操作系统之上是外部硬件设备驱动程序,使硬件能正常工作,为系统的正常运行提供基本条件。因为 NAS主要是实现网络存储,所以要更多地考虑对网络和存储两方面功能的支持,在设备驱动之上是对一些基本网络协议的支持和对专用网络存储服务器进行网络数据访问的文件共享协议(SMB)的支持,使Windows、Linux用户都能对NAS设备进行访问。最上层是应用程序模块,提供UI(User Interface),实现对NAS的配置和管理。

?????? 3.1? 嵌入式Linux操作系统

?????? 3.1.1? 嵌入式系统的Bootloader

?????? 上面的软件体系结构图没有单独列出初始化代码Bootloader,但它是嵌入式系统重要的一部分。对任何计算机系统来说,系统的启动都有一个初始化的过程,嵌入式系统也不例外。本嵌入式系统采用Redboot作为系统的Bootloader。Redboot是一个采用eCos开发的程序,是目前比较流行的一个功能强大、可移植性强的Bootloader[4]。

?????? 移植到本系统的Redboot除了具有一般Bootloader的硬件初始化和引导内核功能外,还具有以下功能:引导脚本以方便启动Linux操作系统,命令行接口,串行和网络通信协议,内嵌GDB stub以支持GDB调试,支持Flash映像文件系统,通过BOOTP协议支持网络引导,也可配置静态IP。Redboot是建立在eCos系统上的一个独立的最小系统,可通过eCos系统提供的配置工具(比如图形化的Configtool)对Redboot进行源代码级别的裁剪配置。


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存储模块? 静态存储器? NAS?

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