【文章內(nèi)容簡介】 ? 內(nèi)部 RTC（ RealTime Clock，實時時鐘） 功能 ? 180Pin 管腳以 間距排針形式引出 ? 寸 TFT LCD ， 帶觸摸屏 ， 分辨率 480 272 接口資源 ? 1 個 100M 以太網(wǎng)接口 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 9 ? 1 個 RS232 電平串口 ? 2 個 TTL 電平串口 ? 1 個 USB HOST 接口 ? 1 個 USB DEVICE 接口 ? 1 個 LCD 接口 ? 1 個 Camera 接口 ? 1 個 microSD/TF 卡接口 ? 2 個音頻接口 ， uda1341 音頻芯片，使用 IIS 和 L3 總線，一 路立體聲輸入，一路立體聲輸出 ? 1 個溫度傳感器 ? 1 個紅外接收管 ? 2 個電位器 ? 4 個用戶 LED ? 4 個用戶按鍵 ? 1 個蜂鳴器 ? 1 個 JTAG 接口 ? 1 個 mircoSD/TF 卡接口 ? 板載 EEPROM ? 板載 RTC 供電電池 NAND 和 NOR Flash 的相關(guān)介紹： “ NAND” 這個 名稱表示其 是由 “與非”邏輯門電路構(gòu)成，而 “ NOR”則表明其內(nèi)部有“或非”邏輯門電路構(gòu)成。 從對數(shù)據(jù)傳輸速率來看 ， NAND 要比 NOR快很多，因為 NAND 是 按 頁操作的而 NOR 是 按 字節(jié)操作的。 NOR 是和 SRAM 一樣的可隨機存儲的，也不需要驅(qū)動，因此，其 受限于地址線 ， 地址就 是 有限 的 ，所以容量普遍較小 ； NOR 的優(yōu)點則表現(xiàn)在讀取速度快，而且程序可以 直接在 芯片內(nèi)部運行，不需要再讀入 SDRAM 中了 。 再從價格上來看， NOR 的價格更高。從實際應(yīng)用 來看， NOR 較多的用 在工業(yè)領(lǐng)域， 特別是 用于 程序存儲 等 少量數(shù)據(jù)存儲 的需求 ； NAND 較多 使用再 在消費領(lǐng)域 中 ， 適合 大量數(shù)據(jù)存儲 。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 10 Uboot 程序 不支持從 Nand flash 啟動， 但 是 S3C2440 支持從 Nand flash啟動 。 開發(fā)板加電后 S3C2440 將 Nand flash 的前 4k(保存有 Uboot 的部分功能 )中的內(nèi)容拷貝到 SDRAM。這就需要修改 Uboot 源碼，使 得 Uboot 在得到執(zhí)行權(quán)后能夠?qū)⑵渥陨砜截惖介_發(fā)板上 SDRAM 中，以便處理器能夠執(zhí)行Uboot。 幸好 這些 工作已經(jīng) 由 開發(fā)板廠商完成了 ，不需要用戶自行開發(fā) 。 S3C2440 的啟動方式 說明 如果 把 S3C2440 配置成從 NAND Flash 啟動（開發(fā)板 啟動開關(guān)拔 至 NAND端 ） S3C2440 的 NAND 控制器會自動把 NAND flash 中的前 4K 代碼數(shù)據(jù) 復(fù)制至內(nèi)部 SRAM 中 (地址為 0x40000000),同時還把這塊 SDRAM 的 地址映射 為0x00000000（ CPU 總是 從 0x00000000 地址 開始運行程序 ） 。 如果將 S3C2440 配置成從 NOR Flash啟動（ 開發(fā) 板 啟動開關(guān)拔 至 NOR端 ），0x00000000 就是 NOR Flash 實際的起始地址， Norflash 中的程序就從這里開始運行，不 會 涉及到數(shù)據(jù)拷 貝和地址映射 。 用于本設(shè)計 MP3 播放器的硬件架構(gòu) 該 MP3 播放器系統(tǒng)總體框圖如圖 所示：包括 基于 ARM 價格的三星 S3C2440 處理器 ， NAND、 SDRAM 存儲器 、音頻 處理模塊 、 LCD 和觸摸屏接口 、復(fù)位 按鍵 、 Jlink 接口等 。 圖 MP3 播放器硬件 框圖 S3C2440 （ ARM9） 液晶 觸摸 屏 RJ45 以太網(wǎng)接口 音頻處理 模塊 NAND FLASH NOR FLASH SDRAM 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 11 本 方案 的說明 ： 采用基于 ARM S3C2440 的開發(fā)板。 XC2440開發(fā)板采用 ARM9系列芯片 S3C2440 作為 核心 芯片，搭配 英寸液晶觸摸屏，以及 自 帶音頻解碼芯片 UDA1341， 完全勝任 MP3 文件的解碼工作 。 NOR Flash 用來存放著引導(dǎo)程序 Uboot； NAND 中除了放著 Uboot 還有系統(tǒng)內(nèi)核及文件系統(tǒng)，以及歌曲文件 ； SDRAM 用于存放著系統(tǒng)的運行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；液晶觸摸屏可以讓用戶 進行操作，播放視頻時還可以看到視頻； 系統(tǒng)采用嵌入式 Linux 系統(tǒng) ， Linux 操作系統(tǒng)具有 很 多優(yōu)點， 如 內(nèi)核可裁剪 、 高度的可移植性 等， 支持 幾 乎所有的主流芯片，并且還在不斷 地 被移植 至新的芯片上 。此外采用開源 Linux 系統(tǒng)，不需要 像其它一些系統(tǒng)那樣需要 繳納專利授權(quán) 費用。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 12 第三章 嵌入式 Linux 的 開發(fā)流程 開發(fā)環(huán)境的搭建 概述 硬件平臺 ARM 開發(fā)板，主機，局域網(wǎng)。 軟件平臺 (1)操作系統(tǒng) 本次畢業(yè)設(shè)計 使用 虛擬 化平臺 VMware Station,并在其中 建立虛擬機， 進而 在該虛擬機之中 安裝 Red Hat Enterprise Linux 系統(tǒng) 。 (2)交叉編譯環(huán)境 交叉編譯是指 :在 PC 機上編譯 ,在目標(biāo)板上 直接可以 執(zhí)行 ，不需要 重新 在目標(biāo)平臺上面進行編譯了 。 交叉編譯環(huán)境 主要包括：目標(biāo)板操作系統(tǒng)、 目標(biāo)板CPU體系 架構(gòu)、編譯器等。 目標(biāo)板操作系統(tǒng)：經(jīng)過裁剪的 Linux 系統(tǒng) 。 目標(biāo)板 使用的 CPU： 基于 ARM9 架構(gòu) 的 ARM920t 內(nèi)核 。 編譯器： gcc， armlinuxgcc、 makefile 工具、庫函數(shù)等。 3. 主機和開發(fā)板之間的通信 接口 串口： 用串口 控制板子?？捎?DNW 軟件設(shè)置好要控制的串口 、波特率 。 使用 串口 線 也可以傳輸文件至開發(fā)板，但是速率較慢。 USB 下載線：可以使用 DNW 軟件 下載 Uboot、 系統(tǒng)內(nèi)核、文件系統(tǒng) 鏡像文件 到開發(fā)板 ，傳輸 速率較快 。 RJ45 以太網(wǎng)接口： 設(shè)置 好開發(fā)板 、 PC 網(wǎng)卡的 IP 地址后 ，可以用 NFS 掛載的方式來共享主機需要下載到開發(fā)板上編譯好的代碼 ，也可以使用 FTP、TFTP 工具來傳輸文件 ，這樣速率非常快，并且很方便使用 。 在配置好網(wǎng)絡(luò) 后 ，就 可以用 Tel 客戶端 控制開發(fā)板 ，這樣就可以免去頻繁的切換目錄了 。 安裝軟件 平臺 和搭建開發(fā) 環(huán)境 的步驟 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 13 虛擬化平臺的介紹與安裝 畢業(yè) 設(shè)計中的 開發(fā)平臺是 Linux 操作系統(tǒng) ，其 是 安裝 在 VMware Station 這個 虛擬 化平臺 中的，可以方便的與 Windows 操作系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享 和傳輸 。 目前 ，Windows 操作系統(tǒng)中 的 很多常用軟件并不支持在 Linux 平臺上運行， 如果直接安裝 Linux，那么在 純粹 的 Linux 環(huán)境中，將會有很多不便。 VMware Workstation 是一款功能強大的 提供 桌面虛擬 化功能的 軟件， 使用戶可在單一的桌面上同時運行 多個 操作系統(tǒng)， 是 進行開發(fā)測試部署新的應(yīng)用 、服務(wù)、 程序 等 的最佳解決方案。可在一 臺真實 機器上模擬完整的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，其更 佳 的靈活性與先進的 虛擬化 技術(shù)勝過了市面上其 它廠商的 的虛擬 化 軟 平臺 。 利用該軟件，可以建立 許多虛擬機 。可以認(rèn)為 虛擬機 是 運行在 同 主機操作系統(tǒng) 平行的 底層 硬件 環(huán)境 中的 。 快照功 能介紹和使用： VMware 快照功能是虛擬機磁盤文件（ VMDK）在某個時間點 的復(fù)本。萬一某些東西出錯了，你可以通過使用恢復(fù)到快照來保持磁盤文件系統(tǒng)和系統(tǒng)存儲。如果你創(chuàng)建了多于一個的虛擬機快照，那么，你將有多個還原點可以用于恢復(fù)。 簡單說來，其實 VMware 快照就是將當(dāng)前 VMware 虛擬環(huán)境里的系統(tǒng)所有環(huán)境做個備份（即照個相），讓我們虛擬機里的系統(tǒng)出問題之后可以馬上恢復(fù)。這個功能就有點類似于我們系統(tǒng)備份功能！但是 VMware 的快照比系統(tǒng)備份功能更強一些，如硬件及一些設(shè)置都可以保存下來。 在開發(fā)環(huán)境中，使用的是 root賬號，常常進行一些比較危險的操作，為了避免誤操作而是得系統(tǒng)受損 壞 ，或者要撤銷之前所做的重大更改 等。 比如為了安裝不同版本的多個交叉編譯器 ， 就 可以使用該功能。在本次畢業(yè)設(shè)計中，就使用了幾次快照進行還原。 建立的 快照如圖 所示。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 14 圖 本次畢業(yè)設(shè)計中 建立的快照 RedHat 介紹 及其 在 VMware 中的 安裝 Linux 是一類 Unix 計算機操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱。 Linux 操作系統(tǒng) 內(nèi)核的名字也是 “Linux” 。 Linux 操作系統(tǒng) 同時 也是自由軟件 運動中 和開放源代碼 社區(qū)發(fā)展中最著名的例子。嚴(yán)格 地 來講， Linux 這個詞本身只表示 Linux 內(nèi)核，但在實際上人們已經(jīng)習(xí)慣了用 Linux 來形容整個基于 Linux 內(nèi)核，并且使用 GNU 項目中的 各種工具和數(shù)據(jù)庫的操作系統(tǒng)。 Red Hat 公司 創(chuàng)建于 1993 年，是世界上最資深的 Linux 和開放源代碼提供商，同時 由 Red Hat 公司發(fā)行 的 Red Hat Linux 系統(tǒng) 也是最獲 得 市場 認(rèn)可的 Linux 發(fā)行版本 。 Red Hat Linux 是商業(yè)上運作最成功的一個 Linux 發(fā)行套件，普及程度很高 。 Red Hat Linux 自 之后不再發(fā)布個人用戶版，從此專注于企業(yè) 級用戶： 2020 年 4 月 30 日， Red Hat 公司正式停止對 Red Hat Linux 版本的支持，標(biāo)志著 Red Hat Linux 的正式完結(jié)。原本的桌面版 Red Hat Linux 發(fā)行包則與來自民間的 Fedora 開源社區(qū) 合并，成為 Fedora Core 發(fā)行版本。 Red Hat 公司不再開發(fā)桌面版的 Linux 發(fā)行包，而將全部力量集中在 企業(yè) 版的開發(fā)上，也就是 Red Hat Enterprise Linux（ 如 圖 所示 ） 版 本 ，但仍然公開源碼。 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 15 圖 RedHat Enterprise Linux 6 安裝界面截圖 2020 年 10 月 Red Hat Enterprise Linux 發(fā)布。 Fedora 是 Redhat桌面版本的延續(xù)， 其 是與開源社區(qū)合作的。 另一個 Linux 發(fā)行版本 CentOS，也是 CentOS 社區(qū)完全使用 Red Hat 原代碼創(chuàng)新編譯，僅僅更改 LOGO 等極少部分。 2020 年 3 月， Red Hat Enterprise Linux 發(fā)布。 2020 年 11 月 10 日RedHat Enterprise Linux 。目前最新版本已經(jīng)到 版本。本次畢業(yè)設(shè)計使用 RedHat Enterprise Linux 版本。 注意點： 在安裝時 需要 選擇“桌面”，這樣 開機 就有 GUI 界面了，方便使用。 如 圖 所示 。 RedHat Enterprise Linux 的詳細的安裝過程就不在贅述了。 圖 選擇“桌面 ” 選項 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文 ） 16 Red Hat Enterprise Linux 系統(tǒng)有一個優(yōu)點，就是方便安裝軟件：將安裝光盤 或者鏡像文件 掛載為本地 的 “ 軟件源 ” ，這樣就以直接搜索一些常用的軟件包，搜索到之后 可以 直接 安裝，不需要 再 進行 下載了 。 如果 這些 包 需要 再安裝一些存在依賴關(guān)系 的 軟件，就自動安裝了。 這 是比 Ubuntu 等 Linux 發(fā) 行版本 的一個 優(yōu)勢， 至少 可以節(jié)約開發(fā) 人員 的時間。 本次畢業(yè)設(shè)中 ，有幾次都在編譯時報錯， 并提示缺少如 ncurses libraries、 autoconf、 g++等 軟件，使用這個方法可以快速安裝這些軟件。注意， 必須 要 將 操作系統(tǒng)光盤 鏡像文件改名為“ Red Hat Enterprise Linux ” 掛載為“軟件源”， 這樣才能成功。 安裝 VMware Tools 點擊“ VM” “ Install VMware Tools” ，會自動下載 Vmware Tools 軟件（當(dāng)然前提是正確配置虛擬機的網(wǎng)絡(luò) ，在 此就不進行詳細的介紹了 ）， 作者使用的版本是 VMware Tools 是 VMware 虛擬機中自帶的一種增強工具，是 VMware 提供的增強虛擬顯卡和硬盤性能、以及同步虛擬機與主機時鐘的驅(qū)動程序。 只有在VMware 虛擬機中安裝好了 VMware Tools，才能實現(xiàn)主機與虛擬機之間的文件共享，同時可支持自由拖拽的功