【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 眾多類似之處。Windows CE有很多的缺陷，如系統(tǒng)占用比較大、不開(kāi)源且版權(quán)費(fèi)比較昂貴等。（2）VxWorksVxWorks是美國(guó)WindRiver公司設(shè)計(jì)出的具有非常好的可靠性和實(shí)時(shí)性的操作系統(tǒng)。其特點(diǎn)包括微內(nèi)核結(jié)構(gòu)可裁剪、支持POSIX實(shí)時(shí)擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)、任務(wù)管理高效、中斷處理為微秒級(jí)，任務(wù)之間的通信較靈活等。它廣泛出現(xiàn)在航空、航天、軍事、通信等高精尖技術(shù)領(lǐng)域，在實(shí)時(shí)性和可靠性要求很高的操作系統(tǒng)領(lǐng)域非常受歡迎。VxWorks也有缺點(diǎn)，它支持的硬件少，不開(kāi)源且授權(quán)費(fèi)高。（3）uCOSIIuCOSII是一種著名的開(kāi)源的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核。uCOSII結(jié)構(gòu)小巧，內(nèi)核采用優(yōu)先級(jí)可剝奪的任務(wù)調(diào)度機(jī)制。uCOSII具有較強(qiáng)的可移植性、可裁剪性、空間占用小、執(zhí)行速度快、實(shí)用性和可靠性等。它被廣泛應(yīng)用在各種8/16/32位單片機(jī)上。uCOSII的源代碼全部公開(kāi)，但它不是完全的免費(fèi)軟件，用于生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品時(shí)，必須購(gòu)買授權(quán)。uCOSII只是一個(gè)內(nèi)核，沒(méi)有給用戶提供各種的系統(tǒng)調(diào)用和API接口函數(shù)，很多部分用戶要根據(jù)需要自行實(shí)現(xiàn)。（4）LinuxLinux是一種遵循GPL的開(kāi)源嵌入式操作系統(tǒng)。它的價(jià)格低、功能十分強(qiáng)大，移植性好，得到了越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)人員的青睞。Linux具有的優(yōu)勢(shì)主要集中在以下幾點(diǎn)[13]：①能夠支持絕大部分主流的微處理器，例如x86,、Alpha,、ARM,、MIPS 等等。②源代碼是開(kāi)放的，操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了可定制；在GPL協(xié)議的規(guī)范下，不同開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)出的軟件具有了很好的兼容性。③內(nèi)核精悍且十分高效穩(wěn)定。在許許多多的來(lái)自全球不同地區(qū)的開(kāi)發(fā)者及團(tuán)隊(duì)的共同能力下，對(duì)linux內(nèi)核進(jìn)行了一次又一次的維護(hù)及升級(jí)，使得Linux具有了十分精巧、效率高且穩(wěn)定性高的內(nèi)核。④開(kāi)發(fā)工具十分優(yōu)秀。這些工具不但技術(shù)成熟、功能完善、操作方便，而且不斷更新升級(jí)以適應(yīng)技術(shù)的不斷進(jìn)步。⑤網(wǎng)絡(luò)通信十分完善，只要是標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，幾乎都能夠支持。在文件管理方面，Linux的機(jī)制也很完善，能夠支持多種格式的文件系統(tǒng)。此外，在人機(jī)交互方面，Linux的用戶圖形界面也在不斷完善中。Linux還特有模塊機(jī)制，使得開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)需要，隨時(shí)加載或許卸載模塊。從以上比較可以看出，這四種操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性都很好。在開(kāi)發(fā)費(fèi)用方面，由于Vxworks和Windows CE的代碼不開(kāi)源，需要購(gòu)買版權(quán)，其價(jià)格比較昂貴，考慮到系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本有限，不選用這兩種操作系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)需要有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持，但uCOSII不支持，所以不能選擇。綜上所述，選擇Linux作為終端的操作系統(tǒng)。 Linux 的開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立Linux的安裝有多種方式。本文通過(guò)PC機(jī)的windows操作系統(tǒng)中安裝虛擬機(jī)后，再安裝Linux。Linux有多種發(fā)行版本，不同的發(fā)行版本為不同的目的而制作。常用的十多種，包括Red Hat Linux、Debian、MandrakeUbuntu、SuSE、Fedora、Linux Mint及Gentoo等。本文選用Ubuntu ，其具有主要優(yōu)勢(shì)如下：（1）更新速度快；（2）刪除了屏幕保護(hù)及無(wú)用的軟件包；（3）加入了Gnome classic 風(fēng)格；（4） Ubuntu 。本設(shè)計(jì)在虛擬機(jī)下。安裝前，還需要進(jìn)行一些配置。其中對(duì)內(nèi)存分配的選擇，本設(shè)計(jì)選擇1GB。在安裝階段還需要完成語(yǔ)音的選擇、用戶名及密碼等進(jìn)行設(shè)置。 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建 共享文件夾的配置由于Linux系統(tǒng)在windows下用虛擬機(jī)來(lái)安裝的，使得虛擬機(jī)跟PC機(jī)之間文件傳遞就成為一個(gè)難題。解決這個(gè)難題的方法有很多，本設(shè)計(jì)通過(guò)共享文件夾實(shí)現(xiàn)Linux與windows之間的文件傳遞。，在虛擬機(jī)中選擇VM—Update VMware Tools就可以獲得該壓縮包。，進(jìn)行安裝。，也需要安裝一下。完成安裝后，開(kāi)始設(shè)置一個(gè)共享文件夾。 交叉編譯工具絕大多數(shù)開(kāi)發(fā)板的可利用資源十分有限，無(wú)法滿足編譯時(shí)對(duì)軟硬資源的需求。一般的解決方法是依賴宿主機(jī)（通常為PC機(jī)）進(jìn)行編譯，這就需要使用交叉編譯工具。 作為交叉編譯工具。將壓縮包拷貝到opt目錄下，并解壓。完成解壓后，對(duì)環(huán)境變量進(jìn)行修改，打開(kāi)文件/etc/profiel，在文件中加入一行代碼。 修改環(huán)境變量圖在終端下輸入ARMlinuxgcc –v，檢查是否安裝成功。“version ”，至此交叉編譯工具安裝成功。 查看安裝版本圖 的安裝，需要進(jìn)行的工作包括Qt Creator的安裝、。下面依次介紹各部分的工作。Qt Creator的安裝，本設(shè)計(jì)使用QtSDK來(lái)實(shí)現(xiàn)這一步。修改執(zhí)行權(quán)限后，運(yùn)行安裝包。安裝的過(guò)程中需要注意一下安裝位置為/opt/。安裝完成后，在桌面會(huì)生成QtCreator圖標(biāo)。解壓源碼包,進(jìn)入源碼包目錄 。，還需安裝編譯工具，在終端中依次運(yùn)行如下命令：sudo aptget install g++ make cmake pkgconfigsudo aptget install libSMdev libxrenderdev libfontconfig1dev libxextdevsudo aptget install libgluidev。終端中所需運(yùn)行的命令為sudo echo yes| ./configure prefix /opt/ opensourceembedded ARM–xplatform qws/linuxARMg++ nowebkit qtlibtiff qtlibmngqtmousetslib qtmousepc nomouselinuxtp noneon。使用命令make，開(kāi)始編譯。在執(zhí)行命令sudo make install。完成后。完成上述安裝后，需要進(jìn)行一些配置。使用Qt開(kāi)發(fā)好程序后，要對(duì)其進(jìn)行交叉編譯，配置的主要原因是能夠完成交叉編譯。在Tools 菜單中點(diǎn)Options選項(xiàng)， version，QMake Location的地址為/opt/mini6410/，通過(guò)Browse 按鈕找到該路徑下的qmake。此外，在左側(cè)的菜單欄中點(diǎn)Projects，在彈出的界面中還需要做相應(yīng)的配置。本小結(jié)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了對(duì)Qt的使用，在PC機(jī)上就可以開(kāi)發(fā)出能夠在ARM開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行的Qt程序。 本章小結(jié)本章介紹了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)終端的開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建，首先介紹了終端的硬件環(huán)境，ARM處理器，對(duì)ARM處理器的發(fā)源以及應(yīng)用進(jìn)行了概述然后介紹了本設(shè)計(jì)使用的Tiny6410開(kāi)發(fā)板。接下來(lái)對(duì)幾種嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行了比較，最終選擇Linux作為終端的操作系統(tǒng)。緊接著介紹了Linux的開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立以及Linux上一些軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建，包括共享文件夾的配置，交叉編譯工具等。第4章 開(kāi)發(fā)板上的系統(tǒng)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn) Bootloader Bootloader 及啟動(dòng)流程BootLoader就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段程序，引導(dǎo)和加載系統(tǒng)內(nèi)核鏡像的工具[14]，需要具備的功能如下：（1） 初始化RAM這一功能是必需能夠?qū)崿F(xiàn)的，因?yàn)閷?lái)系統(tǒng)要通過(guò)它來(lái)對(duì)一些Volatile數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。這一功能的具體實(shí)現(xiàn)依賴于具體的微處理器及其硬件系統(tǒng)。（2） 初始化串口這一功能不是必需的，但一般都會(huì)進(jìn)行。一般地，初始化之后，至少還要保證一個(gè)串口被使能了。這樣通過(guò)串口就可以與控制臺(tái)進(jìn)行一些工作，或者是與PC機(jī)之間的通信等。（3） 啟動(dòng)內(nèi)核鏡像這一功能也是必需實(shí)現(xiàn)的。大多數(shù)BootLoader的啟動(dòng)流程分為兩個(gè)階段：stage1和stage2。階段1一般都是利用匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便達(dá)到短小精悍的目的，其中包含與CPU體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼。階段2部分一般利用C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，便于復(fù)雜功能的實(shí)現(xiàn)，而且也會(huì)調(diào)高代碼的可讀性和可移植性。通過(guò)Bootloader實(shí)現(xiàn)了硬件設(shè)備的初始化，并建立內(nèi)存空間的映射圖，使得嵌入式系統(tǒng)的軟件和硬件達(dá)到合適狀態(tài)，從而為調(diào)用內(nèi)核、加載文件系統(tǒng)及應(yīng)用程序做好前期準(zhǔn)備。 uboot 及其編譯uboot是眾多Bootloader中的一種。它是由來(lái)自德國(guó)的DENX小組在ppcboot 和ARMboot的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，遵循GPL的源碼開(kāi)放的項(xiàng)目，已被廣泛應(yīng)用于多種嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中。Uboot的開(kāi)發(fā)目的就是能夠更穩(wěn)定地支持更多的嵌入式CPU和嵌入式系統(tǒng)，更靈活地實(shí)現(xiàn)功能的設(shè)置，為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供便利。很多uboot源碼是linux內(nèi)核源代碼的簡(jiǎn)化，如uboot的源碼目錄、編譯形式都和Linux 內(nèi)核十分的相似。本設(shè)計(jì)直接使用友善之臂提供的uboot，直接對(duì)其源碼進(jìn)行編譯就可以使用了。編譯的過(guò)程在ubuntu下實(shí)現(xiàn)，進(jìn)入源碼的目錄后，生成配置文件，使用的命令為make mini6410_sd_configram256，最終使用make 。將安裝到ARM上之前，要對(duì)Nand Flash進(jìn)行格式化。 Linux 內(nèi)核 內(nèi)核的版本Linux是在Unix與MSDOS的夾縫中，在minix的引導(dǎo)下，在GNU、造就了后來(lái)幾十年的輝煌。自Linux問(wèn)世以來(lái)，系統(tǒng)的一直在進(jìn)行著升級(jí)和維護(hù)。Linux內(nèi)核的版本又分為穩(wěn)定版和開(kāi)發(fā)板兩種。穩(wěn)定版的內(nèi)核就有工業(yè)級(jí)的強(qiáng)度。新的穩(wěn)定內(nèi)核相對(duì)于較舊的只是修正啦一些bug 或加入了一些新的驅(qū)動(dòng)程序。開(kāi)發(fā)版的內(nèi)核的變化很快，發(fā)布周期也都很短，主要是因?yàn)樾枰胤磸?fù)實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證各種解決方案。內(nèi)核的兩個(gè)版本相互關(guān)聯(lián)與循環(huán)。 內(nèi)核模塊結(jié)構(gòu)Linux 核心源程序通常都安裝在目錄/usr/src/Linux下，一個(gè)目錄就是一個(gè)模塊。各個(gè)目錄的用途如下： （1）/include：該子目錄包含了編譯內(nèi)核代碼時(shí)所需的大部分包含文件。各類驅(qū)動(dòng)或功能布局的頭文件在/media、/mtd、/net等目錄下。（2）/drivers：該子目錄包含當(dāng)前版本的內(nèi)核中的所有設(shè)備驅(qū)動(dòng)代碼，里面的每個(gè)子目錄對(duì)應(yīng)一類驅(qū)動(dòng)程序，每種驅(qū)動(dòng)程序各自占有一個(gè)子目錄。 （3）/init：該子目錄包含了初始化內(nèi)核的代碼。（4）/ipc：該子目錄包含了進(jìn)程間通信的代碼。（5）/lib：該子目錄包含內(nèi)核的庫(kù)代碼，分為與體系結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的內(nèi)核庫(kù)代碼和與體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的內(nèi)核庫(kù)代碼。（6） /mm：該子目錄包含所有的內(nèi)存管理代碼。（7） /fs：該子目錄包含了全部文件系統(tǒng)的代碼和各種類型的文件操作代碼。（8） /arch：該子目錄包含為不同硬件平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)而特制的內(nèi)核代碼。（9） /net：該子目錄包含內(nèi)核的網(wǎng)絡(luò)部分代碼。（10）/scripts：該子目錄下包含一些腳本文件。（11）/kernel該子目錄包含了主內(nèi)核的代碼。 內(nèi)核的配置配置內(nèi)核的目的是，使內(nèi)核在能夠具備支持觸摸屏、無(wú)線網(wǎng)卡、串口通信等驅(qū)動(dòng)的支持和對(duì)文件系統(tǒng)的支持等功能的基礎(chǔ)上，去掉不需要的選項(xiàng)，使其占用的內(nèi)存變小，調(diào)高運(yùn)行速率，最終能夠滿足嵌入式開(kāi)發(fā)的要求。本設(shè)計(jì)選用的是友善之臂提供的內(nèi)核，是一個(gè)已經(jīng)完成很多配置的可以直接在開(kāi)發(fā)板上進(jìn)行使用的內(nèi)核。鑒于本設(shè)計(jì)需要使用USB無(wú)線網(wǎng)卡，在配置內(nèi)核時(shí)就需要加載對(duì)這部分的驅(qū)動(dòng)。而由于Linux內(nèi)核中已經(jīng)包含了眾多USB無(wú)線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，能夠直接支持本設(shè)計(jì)使用的無(wú)線網(wǎng)卡。 文件系統(tǒng)Linux系統(tǒng)將存儲(chǔ)設(shè)備劃分為若干個(gè)分區(qū)，不同分區(qū)存放不同類別的文件，它以樹(shù)狀結(jié)構(gòu)管理所有目錄。系統(tǒng)啟動(dòng)必需的文件合成為根文件系統(tǒng)，他們掛載在一個(gè)分區(qū)中，是linux系統(tǒng)啟動(dòng)后掛載的第一個(gè)分區(qū)。其他分區(qū)上所有目錄