【正文】 ，可以讓同時運行的多個程序共享一段代碼。由于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用一般都是在開發(fā)平臺上預(yù)先生成的，因此 嵌入式系統(tǒng)只需向應(yīng)用提供動態(tài)函數(shù)庫。 文件系統(tǒng)是嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)必不可少的。此時，可采用先從硬盤或軟盤加載一個小操作系統(tǒng)，如嵌入式DOS，然后再執(zhí)行 “ Loadlin” 加載程序從 FLASH 引導(dǎo)嵌入式 Linux。 嵌入式 Linux 內(nèi)核一般由標(biāo)準(zhǔn) Linux 內(nèi)核裁剪而來。系統(tǒng)目標(biāo)一方面是小型化，另一方面能重用 Linux 的驅(qū)動和其它模塊。 PoketLinux 平臺使用戶的視線從設(shè)備、平臺和網(wǎng)絡(luò)上移開，由此引發(fā)了信息技術(shù)新時代的產(chǎn)生。可以說， Embedix 是一種完整的嵌入式 Linux 解決方案。其編譯后目標(biāo)文件可控制在幾百 KB 數(shù)量級，并已經(jīng)被成功地移植到很多平 臺上。 uClinux uCLinux 是 Lineo 公司的主打產(chǎn)品，同時也是開放源碼的嵌入式 Linux 的典范之作。其強大的語言編譯器 GCC， C++等也可以很容易 得到，不但成熟完善，而且使用方便。毫無疑問，這會節(jié)省大量的開發(fā)費用。 ThinLinux 面向?qū)Ｓ玫恼障鄼C服務(wù)器、 X10 控制器、 MP3 播放器和其它類似的嵌入式應(yīng)用。一個帶有中文系統(tǒng)和圖形用戶界面的核心程序也可以做到不足 1MB，并且同樣穩(wěn)定。 第三章 基于 S3C2440 的嵌入式平臺 ME2440 17 調(diào)試終端配置 在 PC 機上打開 DNW（ ），在 configuration 中按下圖設(shè)置，如圖 11 所示： 圖 11：調(diào)試終端設(shè)置 ME2440A Bootloader 使用說明 按復(fù)位鍵后，在 DNW 中敲任意鍵進入 Bootloader 啟動目錄界面，如 圖 12 所示： 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅(qū)動程序的設(shè)計 18 圖 12： Bootloader 啟動目錄界面 ME2440A 開發(fā)板所帶的 Bootloader 主要功能有通過串口或 USB 口下 載文件（配合DNW 使用）、 NAND FLASH 燒寫、啟動 FLASH 中的程序、設(shè)置啟動參數(shù)。 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅(qū)動程序的設(shè)計 14 圖 4： USB 驅(qū)動安裝（二） 安裝好 USB 驅(qū)動后可以在設(shè)備管理器中的 “ 通用串行總線控制 ” 下多了 “ USB Mass Storage Device” 一項 ，如圖 5?，F(xiàn)僅介紹嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)： ? 內(nèi)核： 或 （用戶可任選一種）； ? 文件系統(tǒng)： cramfs/ramfs/etx2/fat32/nfs/yaffs/jeffs2； ? 驅(qū)動支持： 系統(tǒng)中斷和系統(tǒng)時鐘驅(qū)動；串口驅(qū)動（ Serial device driver）；塊設(shè)備驅(qū)動（包括 IDE硬盤， CF 卡）； Nand Flash 驅(qū)動；網(wǎng)卡驅(qū)動；實時時鐘驅(qū)動； USB Host 驅(qū)動； USB Slave驅(qū)動； LEDS 燈驅(qū)動； VGA 驅(qū)動； TV驅(qū)動。第三章 基于 S3C2440 的嵌入式平臺 ME2440A ME2440A 是一款基于 ARM9 的嵌入式電腦平臺，它基于三星公司的 ARM 處理器S3C2440A，內(nèi)部帶有全性能的 MMU（內(nèi)存處理單元），它適用于設(shè)計移動手持設(shè)備等產(chǎn)品 。這一階段系統(tǒng)的主要特點是：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能都相對單一，處理效率較低，存儲容量較小，幾乎沒有用戶接口。使用這種實時操作系統(tǒng)的實時性比不使用實時操作系統(tǒng)的系統(tǒng)性能好，其實時性取決于最長任務(wù)的執(zhí)行時間。 實時多任務(wù)操作系統(tǒng)是指具有實時性、能支持實時控制系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)。“在確定的時間內(nèi) ”是該定義的核心。在程序運行時，后臺程序檢查每個任務(wù)是否具備運行條件，通過一定 的調(diào)度算法來完成相應(yīng)的操作。嵌入式操作系統(tǒng)具有通用操作系統(tǒng)的基本特點，如能夠有效管理越來越復(fù)雜的系統(tǒng)資源；能夠把硬件虛擬化，使得開發(fā)人員從繁忙的驅(qū)動程 序移植和維護中解脫出來；能夠提供庫函數(shù)、驅(qū)動程序、工具集以及應(yīng)用程序。 DSP56000 目前已經(jīng)發(fā)展成為 DSP56000、 DSP56100、DSP56200 和 DSP56300 等幾個不同系列的處理器。 （ 3） 嵌入式 DSP 處理器 (Embedded Digital Signal Processor， EDSP) 在數(shù)字信號處理應(yīng)用中，各種數(shù)字信號處理算法相當(dāng)復(fù)雜，這些算法的復(fù)雜度可能是O(nm)的，甚至是 np 的，一般結(jié)構(gòu)的處理器無法實時的完成這些運算。嵌入式微控制器一般以某種微處理器內(nèi)核 為核心，根據(jù)某些典型的應(yīng)用，在芯片內(nèi)部集成了ROM/EPROM、 RAM、總線、總線邏輯、定時 /計數(shù)器、看門狗、 I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、 A/D、 D/A、 Flash RAM、 EEPROM 等各種必要功能部件和外設(shè)。 （ 1） 嵌入式微處 理器 (Embedded MicroProcessor Unit， EMPU) 嵌入式微處理器采用 “增強型 ”通用微處理器。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。第二章 ARM 嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)概述 嵌入式系統(tǒng)一般指非 PC 系統(tǒng)，有計算機功能但又不稱之為計算機的設(shè)備或器材。串行數(shù)據(jù)的默認(rèn)輸入是 0，因此所有位于最低位 (LSB)后的數(shù)據(jù)將被設(shè)置為 0。 T 是時鐘周期， Tr 是最小允許時鐘周期， TTr 這樣發(fā)送端和接收端才能滿足數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。 WS=0，表示正在傳輸?shù)氖亲舐暤赖臄?shù)據(jù)。這就使得接收端與發(fā)送端的有效位數(shù)可 以不同。 在飛利浦公司的 I2S 標(biāo)準(zhǔn)中，既規(guī)定了硬件接口規(guī)范，也規(guī)定了數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的格式。 通過提供一整套的系統(tǒng)通用外圍設(shè)備， S3C2440 將系統(tǒng)組成全面的縮減至最小，排除了需要配置的附加成分。優(yōu)良的性能和準(zhǔn)確的市場定位極大地豐富了 ARM資源，加速了基于 ARM核的、面向各種應(yīng)用系統(tǒng)芯片的開發(fā)應(yīng)用，使得 ARM 獲得了更廣泛的應(yīng)用，確立了 ARM技術(shù)的市場領(lǐng)先地位。 嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點，是嵌入式系統(tǒng)的核心。當(dāng)時的嵌入式系統(tǒng)很多都不采用操 作系統(tǒng)，它們只是為了實現(xiàn)某個控制功能，使用簡單的循環(huán)控制來對外界的控制請求進行處理?；?ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅(qū)動程序的設(shè)計 安徽大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目： 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅(qū)動程序的設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 院（系）： 專業(yè)： 入學(xué)時間： 2020 年 9 月 導(dǎo)師姓名： 職稱 /學(xué)位： 導(dǎo)師所在單位： 摘要 I 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅(qū)動程序 的設(shè)計 摘 要 (音頻總線的應(yīng)用情況，研究的必要性，設(shè)計的總體思路 ) 嵌入式音頻系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于 GPS自動導(dǎo)航、 PDA、 3G手機等嵌入式領(lǐng)域，但目前國內(nèi)在這方面的研究較少。自從 20 世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的概念以來，嵌入式系統(tǒng)以其高性能、低功耗等特點高速發(fā)展。一方面是因為嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)復(fù)雜度增加的需求；另一方面是大量高性能、面向?qū)嶋H應(yīng)用、集成多種系統(tǒng)功能 的 SoC 芯片成為高端嵌入式應(yīng)用的硬件核心，為可靠、高效、低成本地運行嵌入式操作系統(tǒng)提供了硬件平臺。 ARM 微處理器得到了眾多半導(dǎo)體廠家和整機廠商的大力支持，全球己有 100 多家 IT公司在采用 ARM技術(shù)， 20 家最大的半導(dǎo)體廠商中有 19 家是 ARM的用戶，包括 TI、 PhiliPs和 Intel 等公司。 ARM920T 通過每行 8 字長度的獨立 16K 指令緩存和數(shù)據(jù)緩存實現(xiàn)了MMU、 AMBA 總線及 Harvard 緩存結(jié)構(gòu)。它采用了沿獨立的導(dǎo)線傳輸時鐘與數(shù)據(jù)信號的設(shè)計，通過將數(shù)據(jù)和時鐘信號分離，避免了因時差誘發(fā)的失真，為用戶節(jié)省了購買抵抗音頻抖動的專業(yè)設(shè)備的費用。 串行數(shù)據(jù)（ SD） I2S 格式的信號無論有多少位有效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的最高位總是出現(xiàn)在 LRCK 變化（也就是一幀開始）后的第 2 個 SCLK 脈沖處。 字段（聲道）選擇（ WS） 命令選擇線表明了正在被傳輸?shù)穆暤?。延遲的主要部分是發(fā)送端的傳輸延遲和設(shè)置接收端所需的時間。 I2S 總線結(jié)構(gòu)配置 ： 隨著 WS 信號的改變，導(dǎo)出一個 WSP 脈沖信號，進入并行移位寄存器，從而輸出數(shù)據(jù)被激活。 IIS總線接口為先進先出隊列 FIFO的訪問提供 DMA傳輸模式來取代中斷模式，可同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，也可只發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件 (要求實時和多任務(wù)操作 )和應(yīng)用程序編程。 根據(jù)現(xiàn)狀，嵌入式計算機可分成下面幾類 [1]。 （ 2） 嵌入式微控制器 (MicroController Unit， MCU) 嵌入式微控制器又稱單片機，它將整個計算機系統(tǒng)集成到一塊芯片中。而比較有代表性的半通用系列，如支持 USB 接口的 MCU 8xc930/93 C5 C541；支持 I2C、 CAN 總線、 LCD 等的眾多專用 MCU 和兼容系列。 TMS320 系列處理器包括用于控制的 c2020 系列、移動通信的 c5000 系列，以及性能更高的 c6000 和 c8000 系列。 嵌入式操作系統(tǒng) 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(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等 Browser。一般情況下，后臺程序也叫任務(wù)級程序，前臺程序也叫事件處理級程序。其操作的正確性不僅依賴于邏輯設(shè)計的正確程度，而且與這些操作進行的時間有關(guān)。實時系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵是如何保證系統(tǒng)的實時性。中斷由中斷服務(wù)程序來處理，可以激活一個休眠態(tài)的任務(wù)，使之進入就緒態(tài)；而這個進入就緒態(tài)的任務(wù)還不能運行，一直要等到當(dāng)前運行的任務(wù)主動交出 CPU 的控制權(quán)。這種系統(tǒng)大部分應(yīng)用于一些專業(yè)性極強的工業(yè)控制系統(tǒng)中，一般 沒有操作系統(tǒng)的支持，通過匯編語言編程對系統(tǒng)進行直接控制，運行結(jié)束后清除內(nèi)存。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于 Inter 之外，但隨著 Inter 的發(fā)展以及 Inter 技術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)等結(jié)合日益密切，嵌入式設(shè)備與 Inter 的結(jié)合將代表著嵌入式技術(shù)的真正未來。 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅(qū)動程序的設(shè)計 12 圖 2： M2440 開發(fā)板接口 操作系統(tǒng)支持的驅(qū)動 開發(fā)板支持 WINCE 和 Linux 嵌入式操作系統(tǒng)。 圖 3： USB 驅(qū)動安裝（一） 出現(xiàn)以下提示，選擇 “ 從列表或指定位置安裝 …… ” 點擊下一步，選擇 UAB 驅(qū)動路徑，如在 F:\USB 驅(qū)動程序，點擊下一步 ，如圖 4。 外部硬件連接 （ 1） 用串口連接線將開發(fā)板上的串口 COM1 與 PC 機串口 1 相連 ； （ 2） 用交叉網(wǎng)線將 ETHERNET 與 PC 機相連 ； （ 3） 用 USB 連接線將開發(fā)板與 PC 機相連 ； （ 4） 5V 電源連接到開發(fā)板上 ； （ 5） 如果有液晶屏連接上液晶屏和 J2 跳線 ； （ 6） 音箱連接到音頻輸出接口 。其次，Lirmx 是可以定制的，其系統(tǒng)內(nèi)核最小只有約 134kB。 ETLinux 通常用于在小型工業(yè)計算機，尤其是 PC／ 104模塊。這使得采用 Linux 作為操作系統(tǒng)不會第四章 嵌入式操作系統(tǒng) Linux 19 遇到任何關(guān)于版權(quán)的糾紛。 Linux 還提供了強大的網(wǎng)絡(luò)功能，有多種可選擇窗口管理器 (X Windows)。這樣對 Linux內(nèi)核的改動非常小，并且充分利用了 Linux 下現(xiàn)有的豐富的軟件資源。它專為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作，目前已支持多款 CPU。 Luneo 還將計劃推出 Embedix 的開發(fā)調(diào)試工具包、基于圖形界面的瀏覽器等。 PoketLinux 資源框架開放，使普通的軟件結(jié)構(gòu)可以為所有用戶提供一致的服務(wù)。該款嵌入式操作系統(tǒng)重點支持 pJava。正因為 Linux 內(nèi)核具有這樣的結(jié)構(gòu)，因此修改內(nèi)核時必須注意各個子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)。在不支持直接 從 FLASH 引導(dǎo)的系統(tǒng)中， FLASH 設(shè)備只能作為非引導(dǎo)磁盤使用。實現(xiàn)實時性服務(wù)的一個較好的方法是在標(biāo)準(zhǔn)的 Linux內(nèi)核上增加一個實時內(nèi)核，標(biāo)準(zhǔn) Linux 內(nèi)核作為一個任務(wù)運行于實時內(nèi)核上，強實時性任務(wù)也直接運行在實時內(nèi)核上，如 RTLinux 等。動態(tài)庫在應(yīng)用運行時才鏈接。但是，在嵌入式系