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研究生: 楊宗烜
Zong-syuan Yang
論文名稱: 於Tiny4412上移植三軸加速度感應器與Sensor HAL實現
Implementing 3-Axis Accelerometer and Sensor HAL on Tiny4412 Platform
指導教授: 邱炳樟
Bin-Chang Chieu
口試委員: 王秀仁
Wang, Show-Ran
徐敬文
Ching-Wen Hsue
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 153
中文關鍵詞: 嵌入式系統三軸加速感應器IICAndroidTiny4412
外文關鍵詞: Embedded System, 3-axis Accelerometer, IIC, Android, Tiny4412
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在資訊突破性、更新速率與廣泛應用的時代,穿戴式裝置、智慧型手機、智慧型家電系統已漸漸成為未來趨勢,除此之外也漸漸創造起許多品牌,推翻舊有的傳統手機系統大廠Nokia,而Android系統的頂尖研發廠Samsung、HTC與iOS系統的領導廠Apple角逐勢力,未來幾年智慧型手機系統也會與家電、穿戴式裝置結合,程為未來產品主流與趨勢,手勢判別操作更有可能融入各穿戴式裝置中,所以本論文以常見的g-sensor為重點分析。

本論文使用friendlyARM的Tiny4412搭載Samsung Exynos4412四核心處理器來做為開發平台,使用Android版本為4.2.2(Jelly Bean),核心版本為Linux-3.5.0。

本論文的目標是將三軸加速感應器mma7660fc驅動移植至Linux-3.5.0上並編寫及修改Sensor HAL架構,讓其實現加速感應器資料傳輸並在Android畫面顯示實現依照使用者操作模式做適當的螢幕翻轉。再者,本論文嘗試以App應用程式在使用者空間下可驗證加速度數值是否傳輸正確。本論文最後以撰寫小型App遊戲讓整體系統做實質體驗。Sensor Driver、IIC、Sensor HAL、Application做整個架構分析修改及實現。


Breakthrough in the information update rate and age of widespread application of wearable devices , smart phones , smart appliances system has gradually become the future trend , in addition to gradually create from many brands , to overthrow the old large traditional phone system factory Nokia, and Apple competing forces leading factory Android system 's top research and development plant in Samsung, HTC and iOS system , the next few years will be the smart phone system appliances, wearable device combination products for the future mainstream processes and trends , gesture discrimination operations are more likely to integrate various wearable devices, so common in this thesis focus on g-sensor analysis .

In this paper, the use of Tiny4412 friendlyARM equipped Samsung Exynos4412 quad-core processor to do as a development platform , using Android version 4.2.2 (Jelly Bean), core version of Linux-3.5.0.

The objective of this paper is to triaxial accelerometer mma7660fc driver ported to Linux-3.5.0 and write and modify Sensor HAL architecture , allowed to achieve data transfer acceleration sensor and the screen display Android achieved in accordance with the user to make the appropriate operating mode flip the screen . Furthermore , this paper attempts to App in user space application to verify whether the correct transmission of acceleration values . Finally, this paper to write a small App game allows the overall system to make substantive experience. Sensor Driver, IIC, Sensor HAL, Application made to modify the whole structure analysis and implementation .

摘要 I Abstract III 誌謝 V 目錄 IX 圖目錄 XII 表目錄 XIV 第一章 序論 1  1.1 研究動機 1  1.2 研究目標 2  1.3 論文架構 3 第二章 嵌入式系統架構開發平台介紹 5  2.1 開發版介紹 5  2.2 平台處理器介紹 8 第三章 Android介紹 12  3.1 Android簡介 12  3.1.1 作業系統核心 14  3.1.2 硬體抽象層 15  3.1.3 函式庫 16  3.1.4 執行環境層 18  3.1.5 應用程式框架 19  3.1.6 應用程式層 20  3.2 Android啟動流程 21  3.3 Android Sensore管理 23  3.4 Android版本差異 26 第四章 相關技術開發 32  4.1 Bootloader 32  4.2 Kernel 33  4.2.1 Kernel啟動流程 33  4.3 Filesystem 42  4.4 Binder 43  4.4.1 Binder介紹 43  4.4.2 Binder底層實作 43  4.4.3 Binder系統架構 44  4.4.4 Binder通訊機制 44  4.4.5 Binder機制運作方式 45  4.4.6 Binder實作範例 46  4.5 I2C 47  4.6 三軸加速度感應器介紹 51  4.6.1 MMA7660FC 51  4.6.2 Sensor狀態: 53  4.6.3 MMA7660暫存器介紹:[14] 55  4.7 系統架構解析 59  4.7.1 i2c_init[16] 59  4.7.2 smdk4x12_machine_init[16] 62  4.7.3 i2c_adap_s3c_init[16] 65  4.7.4 i2c_dev_init[16] 72  4.7.5 i2c_mma7660_driver[16] 75  4.7.6 Sensor HAL[16][19] 84  4.7.7 Sensor Service[16] 88  4.7.8 Sensor Manager[16] 94  4.7.9 Listener及SensorThread[16] 97  4.8 函式庫載入與畫面翻轉流程 101  4.8.1 搜尋so檔[17][18] 101  4.8.2 sensroManager[17][18] 107 第五章 系統實作 108  5.1 MMA7660驅動 108  5.2 Accelerometer Sensor HAL實現與解析 111  5.2.1 HAL程式碼編寫及修改 111  5.3 Accelerometer Sensor 測試 119  5.3.1數值接收測試 119  5.3.2 畫面翻轉測試 122  5.4 遊戲應用程式 124  5.5 環境建立 125  5.5.1 JDK 125  5.5.2 編譯核心 126  5.5.3 編譯Android 127 第六章 未來展望 128 參考文獻 131 作者簡介 133

[1] 德源科技,http://twarm.com/commerce/product_info.php?products_id=7628

[2] ARM,http://www.arm.com/products/processors/index.php

[3] 楊豐盛,Android技術內幕,碁峯資訊股份有限公司,台北,第37-102頁(2011)

[4] 蔡宗穎,「Devkit8000平台之CameraHAL移植與開發」,碩士論文,國立台灣科技大學,台北(2012)

[5] Android發展簡介,http://android.cool3c.com/article/45350

[6] Wiki Android介紹,http://zh.wikipedia.org/wiki/Android

[7] 石朝元,「Devkit8000平台之CameraHAL移植與開發」,碩士,國立台灣科技大學,台北(2011)

[8] 江良志,Embedded Linux嵌入式系統開發實務,旗標出版股份有限公司,台北,第5-1 – 5-32頁(2011)

[9] 李沛民,「移植Rowboat GingerBread於Devkit8000平台」,碩士,國立台灣科技大學,台北(2013)

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[11] Wiki I2C介紹,http://zh.wikipedia.org/wiki/I%C2%B2C

[12] 嵌入式系統架構 第十七章-I2C匯流排介面單元http://read.pudn.com/downloads124/ebook/526471/PXA255%E4%B8%AD%E6%96%87%E8%8A%AF%E7%89%87%E8%B5%84%E6%96%991/pxa255-17(I2C).pdf

[13] 嵌入系統基礎I2C介紹,http://www.takobear.tw/12/post/2014/02/bear-i2c1.html

[14] 3-Axis Orientation/Motion Detection Sensor,http://www.freescale.com.cn/files/sensors/doc/data_sheet/MMA7660FC.pdf?fpsp=1
[15] 在Android的驅動程序中對加速度傳感器的數據進行方向和坐標的轉換,http://www.autooo.net/utf8-classid109-id101637.html

[16] Sensor啟動流程,http://blog.csdn.net/new_abc/article/category/1108421/2

[17] Android硬體抽象層加載過程,http://jgsj.iteye.com/blog/1968588

[18] Android--hw_get_module解析,http://www.embedu.org/Column/Column733.htm

[19] Douangphachanh, V.,and Oneyama, H.,”Formulation of a simple model to estimate road surface roughness condition from Android smartphone sensors”,IEEE,Tokyo Metropolitan University, Tokyo, Japan,(2014)

[20] Xia,L. ; Jinjie,S. ; Wei,Z. and Yufeng J.,”Study on the packaging technology for a high-G MEMS accelerometer”,IEEE,Shenzhen Graduate Sch., Peking Univ., Guangdong,(2005)

[21] Bo Z., Huangguo Z., and zhede,L. ,”A Trusted Start-Up Based on Embedded System”,Comput. Sch., Wuhan Univ., Wuhan, China,(2009)

無法下載圖示 全文公開日期 2019/07/28 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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