【正文】 動態(tài)庫在應用運行時才鏈接。在不支持直接 從 FLASH 引導的系統(tǒng)中， FLASH 設備只能作為非引導磁盤使用。該款嵌入式操作系統(tǒng)重點支持 pJava。 Luneo 還將計劃推出 Embedix 的開發(fā)調試工具包、基于圖形界面的瀏覽器等。這樣對 Linux內核的改動非常小，并且充分利用了 Linux 下現(xiàn)有的豐富的軟件資源。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 遇到任何關于版權的糾紛。其次，Lirmx 是可以定制的，其系統(tǒng)內核最小只有約 134kB。 圖 3： USB 驅動安裝（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 驅動路徑，如在 F:\USB 驅動程序，點擊下一步 ，如圖 4。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 技術與信息家電、工業(yè)控制技術等結合日益密切，嵌入式設備與 Inter 的結合將代表著嵌入式技術的真正未來。中斷由中斷服務程序來處理，可以激活一個休眠態(tài)的任務，使之進入就緒態(tài)；而這個進入就緒態(tài)的任務還不能運行，一直要等到當前運行的任務主動交出 CPU 的控制權。其操作的正確性不僅依賴于邏輯設計的正確程度，而且與這些操作進行的時間有關。 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的底層驅動軟件、系統(tǒng)內核、設備驅動接口、通信協(xié)議、圖形界面、標準化瀏覽器等 Browser。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。 根據(jù)現(xiàn)狀，嵌入式計算機可分成下面幾類 [1]。 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)。延遲的主要部分是發(fā)送端的傳輸延遲和設置接收端所需的時間。 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。 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 緩存結構。一方面是因為嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)復雜度增加的需求；另一方面是大量高性能、面向實際應用、集成多種系統(tǒng)功能 的 SoC 芯片成為高端嵌入式應用的硬件核心，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?；?ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅動程序的設計 安徽大學 本科畢業(yè)論文（設計） 題 目： 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅動程序的設計 學生姓名： 學號： 院（系）： 專業(yè)： 入學時間： 2020 年 9 月 導師姓名： 職稱 /學位： 導師所在單位： 摘要 I 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅動程序 的設計 摘 要 (音頻總線的應用情況，研究的必要性，設計的總體思路 ) 嵌入式音頻系統(tǒng)廣泛應用于 GPS自動導航、 PDA、 3G手機等嵌入式領域，但目前國內在這方面的研究較少。 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。 通過提供一整套的系統(tǒng)通用外圍設備， 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。這就使得接收端與發(fā)送端的有效位數(shù)可 以不同。 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。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備或器材。 （ 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。 （ 3） 嵌入式 DSP 處理器 (Embedded Digital Signal Processor， EDSP) 在數(shù)字信號處理應用中，各種數(shù)字信號處理算法相當復雜，這些算法的復雜度可能是O(nm)的，甚至是 np 的，一般結構的處理器無法實時的完成這些運算。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)人員從繁忙的驅動程 序移植和維護中解脫出來；能夠提供庫函數(shù)、驅動程序、工具集以及應用程序。“在確定的時間內 ”是該定義的核心。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的執(zhí)行時間。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，內部帶有全性能的 MMU（內存處理單元），它適用于設計移動手持設備等產(chǎn)品 。 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅動程序的設計 14 圖 4： USB 驅動安裝（二） 安裝好 USB 驅動后可以在設備管理器中的 “ 通用串行總線控制 ” 下多了 “ USB Mass Storage Device” 一項 ，如圖 5。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。毫無疑問，這會節(jié)省大量的開發(fā)費用。 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?？梢哉f， Embedix 是一種完整的嵌入式 Linux 解決方案。系統(tǒng)目標一方面是小型化，另一方面能重用 Linux 的驅動和其它模塊。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 引導嵌入式 Linux。由于嵌入式系統(tǒng)應用一般都是在開發(fā)平臺上預先生成的，因此 嵌入式系統(tǒng)只需向應用提供動態(tài)函數(shù)庫。靜態(tài)函數(shù)庫在生成應用時直接鏈接到用戶應用中。在支持直接從 FLASH設備引導的系統(tǒng)中，如華恒公司的 uClinux，引導程序主要完成對硬件系統(tǒng)的初始化工作和操作系統(tǒng)的解壓、移位工作。目前，中科院計算所自行開發(fā)的開放源碼的嵌入式操作系統(tǒng) Easy Embedded OS(EEOS)也已經(jīng)開始進入實用階段了。 Luneo 還發(fā)布了另一個重要的軟件產(chǎn)品，它可以讓在Windows CE 上 運行的程序能夠在 Embedix 上運行。為此， RTLinux 提出了精巧的內核，并把標準的 Linux 核心作為實時核心的一個進程，同用戶的實時進程一起調度。 Linux 可以隨意地配置，不需要任何的許可證或商家的合作關系，源代碼可以免費得到。首先， Linux 的源代碼是開放的，任何人都可以獲取并修改，用之開發(fā)自己的產(chǎn)品。 開發(fā)板使用 Windows 下驅動的安裝 安裝 USB 驅動 打開電源，系統(tǒng)會提示找到新硬件，按以下步驟安裝好 USB 驅動 ，如圖 3。 第四階段是以基于 Inter 為標志 的嵌入式系統(tǒng)，這是一個正在迅速發(fā)展的階段。不可搶占型實時操作系統(tǒng)使用某種算法并決定讓某個任務運行 后，就把 CPU 的控制權完全交給了該任務，直到它主動將 CPU 控制權還回來。 （ 2）實時操作系統(tǒng) 實時系統(tǒng)是指能在確定的時間內執(zhí)行其功能并對外部的異步事件做出響應的計算機系統(tǒng)。 SoC 可分為通用和專用兩類，通用 SoC 如 Infineon(Siemens)的 TtrCore、 Motorola 的 MCore，以及某些 ARM 系列器件，如 Echelon 和 Motorola 聯(lián)合研制的 neuron 芯片等；專用 SoC 一般專用于某個或某類系統(tǒng)中，如 Philips 的 Smart XA，它將 XA 單片機內核和支持超過 2048 位復雜 RSA算法的 CCU 單元制作在一塊硅片上，形成一個可加載 JAVA 或 C 語言的專用 SoC，可用于互聯(lián)網(wǎng)安全方面。通常，嵌入式微處理器可分為通用和半通用兩類，比較有代表性的通用系列包括 805 P51XA、MCS25 MCS96/196/29 C166/16 68300 等。嵌入式處理器的尋址空間一般從64Kb 到 16Mb，處理速度為 ~2020MIPS，常用封裝 8~144 個引腳。它支持 IIS 數(shù)據(jù)格式和 MSBJustified 數(shù)據(jù)格式。 時序要求： 在 I2s 總線中，任何設備都可以通過提供必需的時鐘信號成為系統(tǒng)的主導裝置，而從屬裝置通過外部時鐘信號來得到它的內部時鐘信號，這就意味著必須重視主導裝置和數(shù)據(jù)以及命令選擇信號之間的傳播延遲，總的延遲主要由兩部分組成： 外部時鐘和從屬裝置的內部時鐘之間的延遲 基于 ARM9 的 LINUX 下音頻總線驅動程序的設計 4 內部時鐘和數(shù)據(jù)信號以及命令選擇信號之間的延遲 對于數(shù)據(jù)和命令信號的輸入，外部時鐘和內部時鐘的延遲不占據(jù)主導地位，它只是延長了有效的建立時間 (set— up time)。 有時為了使系統(tǒng)間能夠更好地同步，還需要另外傳輸一個信號 MCLK，稱為主時鐘，也叫系統(tǒng)時鐘（ Sys Clock），是采樣頻率的 256 倍或 384 倍。 S3C2440 使用了 ARM920T 內核，采用了 技術標準，它功耗低，簡單，一流的完備靜態(tài)設計非常適合需要控制成本和功耗應用的場合。從 20 世紀 50 年代開始，陸續(xù)出現(xiàn)了一些嵌入式操作系統(tǒng)，比較著名的有 VxWorks、 Windows CE、 Palm、 μCLinux、 pSOS 和 μC/OSII 等，但真正廣泛使用只是近幾年的事情。音頻系統(tǒng)設計包括軟件設計和硬件設計兩方面，在硬件上使用了基于 IIS總線的音頻系統(tǒng)體系結構。目前比較有影響的 32 位嵌入式處理器有 ARM 公司的 ARM、 Compaq 公司的 Alpha、HP 公司的 PA_RlSC、 IBM 公司的 PowerPC、 MlPS 公司的 MJPS 和 Sun 公司的 SParc 等。芯片上提供的集成功能包括：分開的 16K 指令擻據(jù)緩存、 SDRAM控制器、 LCD 控制器、 4 通道 DMA、 3 通道 UART、 πC總線、 πS 總線、 SD 主機接口、PWM 定時器、看門狗、片上 PL 時鐘發(fā)生器、 8 通道 10 位 AD 控制器和觸摸屏接口、攝像頭接口以及帶日歷函數(shù)的實時時鐘。如果接收端能處理的有效位數(shù)少于發(fā)送端，可以放棄數(shù)據(jù)幀中多余的低位數(shù)據(jù)；如果接收端能處理的有效位數(shù)多于發(fā)送端，可以自行補足剩余的位。 對于所有的數(shù)據(jù)速率，發(fā)送端和接收端均發(fā)出一個具有固定的傳號空號比 (mark— space ratio)的時鐘信號，所以 t LC 和 tHC 是由 T 所定義的。它是以應用為中心，軟硬件可裁減的，適 應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。由于嵌入式系統(tǒng)通常應用于環(huán)境比較惡劣的環(huán)境中，因而嵌入式微處理器在工作溫度、電磁兼容性以及可靠性方面的要求較通用的標準微處理器高。由于 DSP 處理器對系統(tǒng)結構和指令進行了特殊設計，使其適合于實時地進行數(shù)字信號處理。與通用操作系統(tǒng)相比較，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實時高效性、硬件的相關依賴性、軟件固態(tài)化以及應用的專用性等方面具有較為突出的特點 [2]。也就是說，實時系統(tǒng)是對響應時間有嚴格要求的。不可搶占型實時操作系統(tǒng)的缺點也恰恰是這一點，如果最長任務的執(zhí)行時間不能確定，系統(tǒng)的實時性就不能確定 [9]。開發(fā)板采用 6 層板設計，性能穩(wěn)定可靠， 具有高性能、低功耗、接口豐富和體積小等優(yōu)良特性。 圖 5： USB 驅動安裝（三） 安裝并口驅動程序 首先將光盤中 “ \windows 下驅動 \GIVEIO” 文件夾中的 “ ” 拷貝到WINDOWS 的系統(tǒng)驅動目錄下。另外，它和多數(shù) Unix 系統(tǒng)兼容，應用程序的開 發(fā)和移植相當容易。本身內置網(wǎng)絡支持，而目前嵌入式系統(tǒng)對網(wǎng)絡支持要求越來越高。uCLinux 主要是針對目標處理器沒有存儲管理單元 MMU(Memory Management Unit) 的嵌入式系統(tǒng)而設計的。 Xlinux XLinux 是由美國網(wǎng)虎公司推出，主要開發(fā)者是陳盈豪。由于有中科院計算所的強大科研力量做后盾， EEOS 有望發(fā)展成為功能完善、穩(wěn)定、可靠的國產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)平臺。 對標準 Linux 的修改主要是虛擬內存和調度程序部分的改動。 Linux 應用運行所需的函數(shù)庫主要有 C 庫、數(shù)學庫、線程庫、加密庫、網(wǎng)絡通信庫等。標準 Linux 系統(tǒng)同時向用戶提供了靜態(tài)和動態(tài)函數(shù)庫。嵌入式 Linux 一般保存在 FLASH 或 ROM 中，標準 LILO 無法