【正文】 著計算機技術(shù)的發(fā)展，越來越多的嵌入式系統(tǒng)設(shè)備需要良好的人機交互界面，這需要一個高性能、高可靠、占用系統(tǒng)資源少的用戶圖形界面的支持。圖形用戶界面(GUI)是一種結(jié)合計算機科學(xué)、美學(xué)、心理學(xué)、行為學(xué)，以及商業(yè)領(lǐng)域需求分析的人機系統(tǒng)工程。用戶模型包含了顯示和交互的主要特征，因此用戶圖形界面有時也僅指用戶模型。具體的嵌入式GUI一般具備如下特點： ，高度可移植 目前，嵌入式GUI的開發(fā)正處于起步階段，有許多技術(shù)難題尚待解決，因此對嵌入式圖形系統(tǒng)的研究成為嵌入式系統(tǒng)研究及發(fā)展中的一個重要內(nèi)容。嵌入式導(dǎo)航計算機主要分為兩部分：硬件電路，嵌入式操作系 統(tǒng)。嵌入式Linux有著嵌入式導(dǎo)航計算機操作系統(tǒng)需要的很多特色：支持多 任務(wù)處理、中斷處理及任務(wù)間通信，性能穩(wěn)定，剪裁性好，開發(fā)與使用都很 方便。具體工作內(nèi)容包括：（1）學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)的知識。（5）修改和裁剪Linux ，移植網(wǎng)卡驅(qū)動程序。2 硬件平臺及ARM體系結(jié)構(gòu) 處理器選擇本設(shè)計的處理器選擇高性能、低功耗的ARM9微處理器Samsung S3c2410。此外S3c2410還集成了以下片上功能：（1）16KB指令 Cache和16KB的數(shù)據(jù)Cache；（2）LCD控制器（支持STN和TFT）；（3）4通道DMA；（4）3通道UART；（5）2通道USB；（6）4路PWM和 1個內(nèi)部時鐘控制器；（7）117個通用IO，24路外部中斷；（8）16位看門狗定時器；（9）RTC（實時時鐘）；（10）1通道IIC/IIS控制器；（11）NAND Flash控制器；（12）PLL數(shù)字鎖相環(huán)。S3c2410還支持從NAND Flash啟動，NAND Flash具有容量大、比NOR Flash價格低等特點。數(shù)據(jù)處理指令只對寄存器進行操作，只有加載/ 存儲指令可以訪問存儲器，以提高指令的執(zhí)行效率。用以標識CPU的工作狀態(tài)及程序的運行狀態(tài)，均為32位，目前只使用了其中的一部分。ARM微處理器的指令結(jié)構(gòu)：ARM微處理器的在較新的體系結(jié)構(gòu)中支持兩種指令集：ARM指令集和Thumb指令集。大小都為16K。嵌入式操作系統(tǒng)是一種支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件，它是嵌入式系統(tǒng)(包括硬、軟件系統(tǒng))極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動接口、通信協(xié)議、圖形界面、標準化瀏覽器等Browser。(2)成本低GPL協(xié)議保證了源自Linux的嵌入式Linux也是開放源代碼的自由軟件。這樣可以極大地減小嵌入式軟件開發(fā)的時間和費用，提高系統(tǒng)可靠性。交叉開發(fā)模型如圖21所示：圖31 交叉開發(fā)模型 上位機的軟硬件配置硬件：本課題用到一臺通用PC機和一臺筆記本電腦，其硬件配置如下：PC機：CPU：P IV RAM：256MB 串口：RS232 并口：25針母頭 筆記本電腦： CPU：PM 705 RAM：768MB 網(wǎng)卡：10/100MBps自適應(yīng)網(wǎng)卡 軟件：PC機的操作系統(tǒng)為Windows XP，裝有DNW串口調(diào)試工具以及SJF2410 三星Flash燒寫工具。其中， 是 Linux 的桌面發(fā)行版之一，是當(dāng)今最為流行的桌面Linux 系統(tǒng)。Kernel：用于存放 Linux內(nèi)核源碼。（2）開發(fā)板的JTAG口通過20PIN排線與SUPER JTAG調(diào)試頭相連，再通過25PIN并口線連接到主機的LPT1口。串口調(diào)試：在本課題嵌入式系統(tǒng)中的目標開發(fā)板，采用串口調(diào)試的方法，即把串口當(dāng)作目標開發(fā)板的顯示終端，無論是打印輸出，還是管理配置輸入，都使用串口，這就需要主機系統(tǒng)裝有串口調(diào)試工具。（3）選擇“端口”——“串口（COM1）”，打開的對話框按圖23設(shè)置。 配置TFTP及NFS服務(wù)TFTP 服務(wù)簡介：TFTP（Trivial File Transfer Protocol）協(xié)議即簡單文件傳輸協(xié)議，是TCP/IP協(xié)議族中的一個用來在客戶機與服務(wù)器之間進行簡單文件傳輸?shù)膮f(xié)議，提供不復(fù)雜、開銷不大的文件傳輸服務(wù)。TFTP 服務(wù)安裝與配置：（1）Ubuntu中安裝tftp工具只需在終端中鍵入命令： $ sudo aptget install tftp tftpd 其中，前者是客戶端，后者是服務(wù)器。所以，可以簡單的將它看做是一個文件服務(wù)器(file server)。（2）配置/etc/exports：NFS 掛載目錄及權(quán)限由/etc/exports 文件定義。（3）本地測試NFS：輸入以下命令可以將NFS根目錄掛載到本地的/mnt 目錄中： $ sudo mount :/home/arm/FS/myroot /mnt 此時/mnt 中的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)與NFS根目錄中的內(nèi)容一致。出于兼容性和穩(wěn)定性考慮，本課題選擇目前比較穩(wěn)定的版本 。（3）設(shè)置環(huán)境變量：修改home目錄下的profile文件，加入如下代碼，指明交叉編譯工具的 目錄。注意，通過該交叉編譯器編譯的可執(zhí)行文件只能在 ARM 體系下執(zhí)行，不能在基于X86的普通PC上執(zhí)行。因此，在嵌入式世界里建立一個通用的Bootloader幾乎是不可能的，不同處理器構(gòu)架都有不同的 Bootloader。其中，Uboot 功能豐富，且對于ARM體系支持良好，事實上，它已成為ARM平臺上標準Bootloader。 Uboot 的獲取Uboot 的源碼可以從sourceforge網(wǎng)站下載，網(wǎng)址為：。第二類目錄是一些通用的函數(shù)或者驅(qū)動程序。啟動加載（Bootloading）模式：這種模式也稱為“自主”（Autonomous）模式。從主機下載的文件通常首先被 Bootloader保存到目標機的 RAM 中，然后再被 Bootloader 寫到目標機上的 FLASH 類固態(tài)存儲設(shè)備中。大多數(shù)Bootloader都分為階段1(stage1)和階段2(stage2)兩大部分，Uboot也不例外。由于NAND閃存控制器從NAND閃存中搬移到內(nèi)部RAM的代碼是有限的，所以，在啟動代碼的前 4K里，必須完成 S3C2410 的核心配置，并把啟動代碼的剩余部分搬到 RAM 中運行。（2）設(shè)置CPU的模式為SVC（管理模式，操作系統(tǒng)使用的保護模式）（3）關(guān)閉看門狗。其中一個功能是設(shè)置CP15寄存 器，失效指令(I)Cache和數(shù)據(jù)(D)Cache后，禁止MMU與 Cache。（9）進入C代碼：ldr pc, _start_armboot _start_armboot:.word start_armboot 其中 start_armboot 是 Uboot 運行的第一個 C 程序，在 lib_arm/ 文件中定義。（3）環(huán)境變量初始化，利用env_relocate()函數(shù)實現(xiàn)。（7）進入U－boot 的命令循環(huán)，接受用戶輸入的命令，執(zhí)行相應(yīng)的工作。NULL：開發(fā)者/或經(jīng)銷商(vender)。（5）調(diào)整SDRAM的刷新率，修改 ： define REFCNT 1268 HCLK為 100MHz： /*Fout = 200MHz */ define M_MDIV 0x5C define M_PDIV 0x4 define M_SDIV 0x0 添加支持 NAND Flash 啟動功能由于Uboot 不支持從NAND Flash啟動，所以將程序復(fù)制到RAM里面去需要新加代碼實現(xiàn)，一般通過 copy_myself 函數(shù)實現(xiàn)。由于使用了新的 Flash 讀函數(shù)，在編譯時需要重新鏈接，修改 LJD2410目錄中的Makefile文件，將原先的OBJS := 改為：OBJS := 。如果定義CFG_NAND_LEGACY，就不使用默認的nand_init，而調(diào)用自己寫的nand_init函數(shù)了，本課題選擇第二種方式。 修改 Uboot環(huán)境變量保存方式由于本課題使用NAND Flash作為外存儲器，所以Uboot 的參數(shù)存儲函數(shù)應(yīng)當(dāng)進行適當(dāng)?shù)男薷?。這樣，就可以在 Uboot 命令行中實現(xiàn)對環(huán)境變量的設(shè)置與保存。 Uboot 的燒寫及測試若開發(fā)板中沒有任何程序，則不能啟動，需要先將 Uboot 燒寫到 Flash中。本課題采用第三種方法。本課題全部選擇“0”即可。Uboot 提供了幾十個常用的命令，通過這些命令，可以對開發(fā)板進行調(diào)試，可以引導(dǎo)Linux內(nèi)核，還可以擦寫 Flash 完成系統(tǒng)部署等功能。這類的宏名稱中以“CONFIG_”開頭，區(qū)別于以“CFG_”開頭的內(nèi)部變量宏。還是以設(shè)置開發(fā)板 IP 地址為例，Uboot 提示符下輸入以下命令：LJD2410 setenv ipaddr LJD2410 saveenv 系統(tǒng)顯示：Saving Environment to NAND...Erasing Nand...Writing to Nand...done 表明新設(shè)置的環(huán)境變量已保存至Flash中的變量區(qū)。Linux 系統(tǒng)能支持如此多平臺的部分原因是因為內(nèi)核把原程序代碼清晰的劃分為體系結(jié)構(gòu)無關(guān)部分和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)部分。（d）mm:存放體系結(jié)構(gòu)特有的內(nèi)存管理程序的實現(xiàn)。（3）/fs包含了所有的文件系統(tǒng)的代碼。（5）/init 包含了內(nèi)核的初始化代碼，內(nèi)核從此處工作。（8）/mm包含了所有內(nèi)存管理代碼。顯然，移植工作的重點就是移植arch目錄下的文件。Linux內(nèi)核的移植過程 選擇參考板內(nèi)核的移植工作主要是修改跟硬件平臺相關(guān)的代碼，一般不涉及 Linux內(nèi)核通用程序。根據(jù)以上原則，本課題選擇SMDK2410作為參考板。所以，我們在這里選擇禁止內(nèi)核ECC 校驗.，具體操作如下： 文件drivers/mtd/nand/，找到s3c2410_nand_init_chip()函數(shù)，將最后一行的chipeccmode= NAND_ECC_SOFT 改為：chipeccmode= NAND_ECC_NONE CS8900a網(wǎng)卡的移植過程本課題中使用的LJD2410開發(fā)板帶有 CS8900A網(wǎng)卡芯片，并提供RJ45網(wǎng)絡(luò)接口。（2）修改/arch/arm/machs2410/，添加如下代碼：include （3）在 map_desc smdk2410_iodesc[]結(jié)構(gòu)題中添加CS8900A對于的 io 空間映射：static struct map_desc smdk2410_iodesc[] __initdata = {{ vSMDK2410_ETH_IO , pSMDK2410_ETH_IO, SZ_, MT_DEVICE }, }。amp。 Linux 內(nèi)核的剪裁配置配置內(nèi)核選項是整個移植過程中很重要的一步，本設(shè)計使用SMDK2410作為參考開發(fā)板，所以可以參考內(nèi)核中 SMDK2410 開發(fā)板的配置文件，通過以下命令將其復(fù)制到內(nèi)核根文件夾下：$ cp arch/arm/config/ 在此基礎(chǔ)上，根據(jù)本課題的實際需求進行配置增減。在各級子菜單中，選擇相應(yīng)的配置時，有 3種選擇，它們代表的含義分別如下：Y—將該功能編譯進內(nèi)核。 基本配置選項Linux內(nèi)核的各個版本配置餐單各不相同，結(jié)合本課題的實際需求，簡介下內(nèi)核的基本配置選項。（4）Bus support：包含各種總線配置選項，全部去掉。（8）Userapace binary formats：包含支持的應(yīng)用程序格式，僅保留“ELF”格式支持，去掉其它。（12）File systems：包含各種文件系統(tǒng)的支持選項，去掉“EX2”等選項，僅保留 ROM 文件系統(tǒng)支持，在“Miscellaneous filesystems”子菜單中近保留“cramfs”文件系統(tǒng)支持，并且開啟NFS文件系統(tǒng)支持，去掉其它選項。（16）Library routines：包含幾種壓縮和校驗函數(shù)，保持默認。（3）Real Time Clock：時鐘驅(qū)動選項，應(yīng)選上“Samsung S3C series SoC RTC”，這樣系統(tǒng)時鐘才能正常運行。程序默認保存為“.config”，此文件位于內(nèi)核根目錄內(nèi)，可以直接修改。此時 編譯好的可加載模塊也被安裝到預(yù)定位置，默認為/lib/modules。A armO linuxT kernelC nonea 0x30008000e 0x30008040d zImage 各個參數(shù)的含義：n：設(shè)置映像名A：設(shè)置體系信息O：設(shè)置操作系統(tǒng)信息T：設(shè)置映像類型c：壓縮類型a：讀入地址e：入口地址d：源映像文件。our IP is Filename ‘’Load address : 0x30008000Loading:Done其中 0x30008000 為指定的下載到內(nèi)存的地址， 就是帶有引導(dǎo)頭的內(nèi)核映像。Linux系統(tǒng)中使用“/”來唯一表示根文件系統(tǒng)的安裝路徑。在嵌入式開發(fā)過程中，通常使用這種文件系統(tǒng)搭建交叉編譯環(huán)境。因為 cramfs 不會影響系統(tǒng)讀取文件的速度，而且是一個高度壓縮的文件系統(tǒng)，因此本課題最終選用cramfs作為根文件系統(tǒng)部署到開發(fā)板。研究過程中，使用了 LJD2410 型開發(fā)板，此開發(fā)板的處理器是基于 ARM920T的 Samsung S3c2410，能夠滿足嵌入式導(dǎo)航計算機的硬件需求。通過 TFTP和NFS等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，實現(xiàn)高效連接，有利于提高開發(fā)效率。本課題選用功能強大的 Uboot 作為啟動加載程序，通過對其源代碼進行修改，使其可以正常運行于開發(fā)板，并且實現(xiàn)下載、燒寫等功能。最后，簡單介紹了系統(tǒng)部署的方法。雖然移植后的Linux系統(tǒng)可以正常運行在開發(fā)板上，能滿足設(shè)計需求。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用范圍：汽車，工業(yè)控制，通信設(shè)備，消費電子，商業(yè)終端，航空航天，軍事需求。第二篇：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用第一章：嵌入式系統(tǒng)定義：以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能，可靠性，成本，體積，功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。本課題充分利用前人積累的經(jīng)驗，結(jié)合最新的軟件版本進行移植工作。根文件系統(tǒng)選用了Cramfs文件系統(tǒng)，這種文件系統(tǒng)采用壓縮