【正文】 ，可以讓同時(shí)運(yùn)行的多個(gè)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(kāi)發(fā)平臺(tái)上預(yù)先生成的，因此 嵌入式系統(tǒng)只需向應(yīng)用提供動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)。 文件系統(tǒng)是嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)必不可少的。此時(shí)，可采用先從硬盤(pán)或軟盤(pán)加載一個(gè)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(lái)。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(dòng)和其它模塊。 PoketLinux 平臺(tái)使用戶的視線從設(shè)備、平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)上移開(kāi)，由此引發(fā)了信息技術(shù)新時(shí)代的產(chǎn)生?？梢哉f(shuō)， 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(jí)，并已經(jīng)被成功地移植到很多平 臺(tái)上。 uClinux uCLinux 是 Lineo 公司的主打產(chǎn)品，同時(shí)也是開(kāi)放源碼的嵌入式 Linux 的典范之作。其強(qiáng)大的語(yǔ)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(wú)疑問(wèn)，這會(huì)節(jié)省大量的開(kāi)發(fā)費(fèi)用。 ThinLinux 面向?qū)Ｓ玫恼障鄼C(jī)服務(wù)器、 X10 控制器、 MP3 播放器和其它類(lèi)似的嵌入式應(yīng)用。一個(gè)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(tái) ME2440 17 調(diào)試終端配置 在 PC 機(jī)上打開(kāi) 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(shuō)明 按復(fù)位鍵后，在 DNW 中敲任意鍵進(jìn)入 Bootloader 啟動(dòng)目錄界面，如 圖 12 所示： 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì) 18 圖 12： Bootloader 啟動(dòng)目錄界面 ME2440A 開(kāi)發(fā)板所帶的 Bootloader 主要功能有通過(guò)串口或 USB 口下 載文件（配合DNW 使用）、 NAND FLASH 燒寫(xiě)、啟動(dòng) FLASH 中的程序、設(shè)置啟動(dòng)參數(shù)。 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì) 14 圖 4： USB 驅(qū)動(dòng)安裝（二） 安裝好 USB 驅(qū)動(dòng)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(xiàng) ，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(dòng)支持： 系統(tǒng)中斷和系統(tǒng)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)；串口驅(qū)動(dòng)（ Serial device driver）；塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)（包括 IDE硬盤(pán)， CF 卡）； Nand Flash 驅(qū)動(dòng)；網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)；實(shí)時(shí)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)； USB Host 驅(qū)動(dòng)； USB Slave驅(qū)動(dòng)； LEDS 燈驅(qū)動(dòng)； VGA 驅(qū)動(dòng)； TV驅(qū)動(dòng)。第三章 基于 S3C2440 的嵌入式平臺(tái) ME2440A ME2440A 是一款基于 ARM9 的嵌入式電腦平臺(tái)，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(jì)移動(dòng)手持設(shè)備等產(chǎn)品 。這一階段系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能都相對(duì)單一，處理效率較低，存儲(chǔ)容量較小，幾乎沒(méi)有用戶接口。使用這種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性比不使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)性能好，其實(shí)時(shí)性取決于最長(zhǎng)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間。 實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)是指具有實(shí)時(shí)性、能支持實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)?！霸诖_定的時(shí)間內(nèi) ”是該定義的核心。在程序運(yùn)行時(shí)，后臺(tái)程序檢查每個(gè)任務(wù)是否具備運(yùn)行條件，通過(guò)一定 的調(diào)度算法來(lái)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(diǎn)，如能夠有效管理越來(lái)越復(fù)雜的系統(tǒng)資源；能夠把硬件虛擬化，使得開(kāi)發(fā)人員從繁忙的驅(qū)動(dòng)程 序移植和維護(hù)中解脫出來(lái)；能夠提供庫(kù)函數(shù)、驅(qū)動(dòng)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(gè)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(hào)處理應(yīng)用中，各種數(shù)字信號(hào)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(wú)法實(shí)時(shí)的完成這些運(yùn)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(shí) /計(jì)數(shù)器、看門(mén)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(qiáng)型 ”通用微處理器。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)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(jì)算機(jī)功能但又不稱之為計(jì)算機(jī)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(shí)鐘周期， Tr 是最小允許時(shí)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(guò)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(chǎng)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(kāi)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(chǎng)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(diǎn)，是嵌入式系統(tǒng)的核心。當(dāng)時(shí)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(shí)現(xiàn)某個(gè)控制功能，使用簡(jiǎn)單的循環(huán)控制來(lái)對(duì)外界的控制請(qǐng)求進(jìn)行處理?；?ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì) 安徽大學(xué) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目： 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 院（系）： 專(zhuān)業(yè)： 入學(xué)時(shí)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(dòng)程序 的設(shè)計(jì) 摘 要 (音頻總線的應(yīng)用情況，研究的必要性，設(shè)計(jì)的總體思路 ) 嵌入式音頻系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于 GPS自動(dòng)導(dǎo)航、 PDA、 3G手機(jī)等嵌入式領(lǐng)域，但目前國(guó)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(lái)，嵌入式系統(tǒng)以其高性能、低功耗等特點(diǎn)高速發(fā)展。一方面是因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)軟件開(kāi)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(yùn)行嵌入式操作系統(tǒng)提供了硬件平臺(tái)。 ARM 微處理器得到了眾多半導(dǎo)體廠家和整機(jī)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(guò)每行 8 字長(zhǎng)度的獨(dú)立 16K 指令緩存和數(shù)據(jù)緩存實(shí)現(xiàn)了MMU、 AMBA 總線及 Harvard 緩存結(jié)構(gòu)。它采用了沿獨(dú)立的導(dǎo)線傳輸時(shí)鐘與數(shù)據(jù)信號(hào)的設(shè)計(jì)，通過(guò)將數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)分離，避免了因時(shí)差誘發(fā)的失真，為用戶節(jié)省了購(gòu)買(mǎi)抵抗音頻抖動(dòng)的專(zhuān)業(yè)設(shè)備的費(fèi)用。 串行數(shù)據(jù)（ SD） I2S 格式的信號(hào)無(wú)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(kāi)始）后的第 2 個(gè) 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(shí)間。 I2S 總線結(jié)構(gòu)配置 ： 隨著 WS 信號(hào)的改變，導(dǎo)出一個(gè) WSP 脈沖信號(hào)，進(jìn)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(jìn)先出隊(duì)列 FIFO的訪問(wèn)提供 DMA傳輸模式來(lái)取代中斷模式，可同時(shí)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(shí)時(shí)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(jì)算機(jī)可分成下面幾類(lèi) [1]。 （ 2） 嵌入式微控制器 (MicroController Unit， MCU) 嵌入式微控制器又稱單片機(jī)，它將整個(gè)計(jì)算機(jī)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(zhuān)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(dòng)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(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(tái)程序也叫任務(wù)級(jí)程序，前臺(tái)程序也叫事件處理級(jí)程序。其操作的正確性不僅依賴于邏輯設(shè)計(jì)的正確程度，而且與這些操作進(jìn)行的時(shí)間有關(guān)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵是如何保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。中斷由中斷服務(wù)程序來(lái)處理，可以激活一個(gè)休眠態(tài)的任務(wù)，使之進(jìn)入就緒態(tài)；而這個(gè)進(jìn)入就緒態(tài)的任務(wù)還不能運(yùn)行，一直要等到當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)主動(dòng)交出 CPU 的控制權(quán)。這種系統(tǒng)大部分應(yīng)用于一些專(zhuān)業(yè)性極強(qiáng)的工業(yè)控制系統(tǒng)中，一般 沒(méi)有操作系統(tǒng)的支持，通過(guò)匯編語(yǔ)言編程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行直接控制，運(yùn)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(lái)。 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì) 12 圖 2： M2440 開(kāi)發(fā)板接口 操作系統(tǒng)支持的驅(qū)動(dòng) 開(kāi)發(fā)板支持 WINCE 和 Linux 嵌入式操作系統(tǒng)。 圖 3： USB 驅(qū)動(dòng)安裝（一） 出現(xiàn)以下提示，選擇 “ 從列表或指定位置安裝 …… ” 點(diǎn)擊下一步，選擇 UAB 驅(qū)動(dòng)路徑，如在 F:\USB 驅(qū)動(dòng)程序，點(diǎn)擊下一步 ，如圖 4。 外部硬件連接 （ 1） 用串口連接線將開(kāi)發(fā)板上的串口 COM1 與 PC 機(jī)串口 1 相連 ； （ 2） 用交叉網(wǎng)線將 ETHERNET 與 PC 機(jī)相連 ； （ 3） 用 USB 連接線將開(kāi)發(fā)板與 PC 機(jī)相連 ； （ 4） 5V 電源連接到開(kāi)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(jì)算機(jī)，尤其是 PC／ 104模塊。這使得采用 Linux 作為操作系統(tǒng)不會(huì)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(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，有多種可選擇窗口管理器 (X Windows)。這樣對(duì) Linux內(nèi)核的改動(dòng)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(zhuān)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(jì)劃推出 Embedix 的開(kāi)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(kāi)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(diǎn)支持 pJava。正因?yàn)?Linux 內(nèi)核具有這樣的結(jié)構(gòu)，因此修改內(nèi)核時(shí)必須注意各個(gè)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(pán)使用。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性服務(wù)的一個(gè)較好的方法是在標(biāo)準(zhǔn)的 Linux內(nèi)核上增加一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核，標(biāo)準(zhǔn) Linux 內(nèi)核作為一個(gè)任務(wù)運(yùn)行于實(shí)時(shí)內(nèi)核上，強(qiáng)實(shí)時(shí)性任務(wù)也直接運(yùn)行在實(shí)時(shí)內(nèi)核上，如 RTLinux 等。動(dòng)態(tài)庫(kù)在應(yīng)用運(yùn)行時(shí)才鏈接。但是，在嵌入式系