【導讀】嵌入式系統(tǒng)是計算機技術、半導體技術和電子技術的綜合體，隨著網(wǎng)絡通訊技術的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)和生活中廣泛要。求嵌入式系統(tǒng)終端能夠完成網(wǎng)絡通訊功能。應答網(wǎng)絡請求，用于TCP/IP協(xié)議的應用程序之間的相互通信。ucLinux嵌入式操作系統(tǒng)。裁剪和定制系統(tǒng)后，構建相關的文件系。在此基礎上，編寫應用程序，調(diào)用系統(tǒng)的Socket通信函數(shù)，實現(xiàn)服務器端和客戶端的通信。描述IP地址和端口，用于在兩個。設備的應用范圍，對嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展有較大的意義。

　　

【正文】 新 的描述這 個連接 端口的套接字，利用 這個套接 字就可以 發(fā)送和接收 數(shù)據(jù) 了。 如果 liste n( )一直沒有偵聽到連接請求，那么服務器就會在 a cc e pt( )處阻塞，一直到有連接請求到來。 對于客戶機任務來說，它也需要先用 s oc ke t()建立一個通信端 口，但是它不必用 bi nd()把他的本地地址 綁定到這個 端口上，而 是直接使用 c onnec t( )向指定的服 務器發(fā)送 連接請求 ，如果請 求被接受 ，就可以進行通信了。 第 19 頁 4 系統(tǒng)詳細設計 . uClinux 的移植 uClinux 嵌入式系統(tǒng)的下載 嵌入式系統(tǒng) 交叉編 譯完成后，需要 將編譯好的嵌 入式內(nèi)核下 載到嵌入式開發(fā)板上， 然 后嵌入式開 發(fā)板才可 以 運行嵌入式內(nèi) 核。嵌入式開發(fā)板按照以下 兩種 方式進行加 載： （ 1）直接將編譯 好的內(nèi)核下 載到嵌入 式存貯器中 。由于嵌 入式開發(fā)板的資源有限，存貯器的容量不夠大，這種方式對系統(tǒng)的存貯器要求較高，但是能夠 帶來更高的 運行速度，因為 系統(tǒng)只直接 從嵌入式開發(fā)板上啟動的 ，系統(tǒng)直接 解壓縮內(nèi)核 文件，運行 內(nèi)核。設 計中 采用這種方式 [2 3 ]。 （ 2）通過地址印 象的方式： 由于嵌入 式系統(tǒng)的存 貯器有限 ，為了節(jié)約資源，在嵌入式存貯器上建立地址印象，內(nèi)核在執(zhí)行的時候，首先運行到建立印象的地址，然后通過跳轉指令，直接運行存儲在嵌入式開發(fā)板外圍的存貯器 上，這 樣可以節(jié)約 芯片上的資源，但是帶來的問題是，由于 跳轉，運 行的速度會 降低，對于 運行速度要 求不高的開發(fā)，可以采取這種 方式。 根文件系統(tǒng)的建立 內(nèi)核移植完成后， 需 要建立嵌入 式的根文件 系統(tǒng)，根文件是 嵌入式系統(tǒng)重要組成部分。 uCli nux 主要應用于沒有 MMU 單元的 嵌入式芯片， 主要的 目的是 節(jié)約 內(nèi)存和 FL ASH。根據(jù)使用場合 的不同 ，根文件系統(tǒng)也有多種選擇。在目前的嵌入式開發(fā)過程中， RO Mfs 是使用最多的文件系統(tǒng) 。 RO Mfs 文件系統(tǒng)比較簡單，文 功能 緊湊 ，并 且是 只讀的 。在 RO Mfs中， 文件數(shù)據(jù) 是按 照順尋存放 的。 uCli nux 系統(tǒng)可以直接運 行，這樣做的最大的優(yōu)勢是節(jié)約 R AM 空間 ，提高運行速 度。因此， 根據(jù)系統(tǒng)的設計需求，選 用 RO Mfs 根文件系統(tǒng)。當然，為了支持它， 在內(nèi)核的配置中 需要內(nèi) 核支持 romfs 文件系統(tǒng) ，并且 在內(nèi)核 配置完 畢后建立虛擬 ra m 盤，提供用 戶接口。 第 20 頁 應用程序庫 uCl i nux 運行效率高，是一個 小型化 的嵌入式 L i nux 系統(tǒng)，這就要求相應的應用程序庫具有較高的運行效率。 gli bc 是 g nu 發(fā)布的 l i bc庫， 主要是基于 C 語言的，這個庫較大而且 比較全面，不適應 uC li nux。因此需要進行相應的簡化，這就是 uCl i bc 應 用程序庫。在 uC li nux 中，采取 靜態(tài)連接 ，目的 是為了節(jié)約 內(nèi)存和片上 資源，滿足嵌入 式系統(tǒng)的設計需要。 . 內(nèi)核編譯 嵌 入 式 系 統(tǒng) 應 用 非 常 專 業(yè) 化 ， 功 能 模 塊 相 對 比 較 單 一 。 隨 著uCl i nux 內(nèi)核版本的升 級，內(nèi)核功 能越來越強大 ，體系結構 也越來越復雜。由于存儲 空間的限制 ， 為了提 高運行性能 ，必須根據(jù) 需要對內(nèi)核進行精簡，定制 一 個符合嵌入 式系統(tǒng)的操 作平臺。 uCl i nux 可以通過裁剪，把不 需要的功能 模塊剪掉，留下 應用需要的模塊，減少系統(tǒng) 運行的復雜 想，讓系統(tǒng)更 加健壯和安全 。同時，嵌入式芯片的資源有限，內(nèi)存一般都比較小，裁剪后，內(nèi)核 往 往會更加簡練，所占用的存貯 空間也會很 小。 由于 uCl i nux 的內(nèi)核采取了模 塊化的設計方 式，設計時 可以根據(jù)自己的需要，在 內(nèi)核編譯的 過程中，靈活選擇所需 要的模塊 ，節(jié)約資源，減少代碼量 ，提高內(nèi) 核的運行速 度和效率 ， 這也是嵌入 式系統(tǒng)的一個明顯的優(yōu)勢。 uClinux 的安裝 在 nux. 上下載版本為 2 .4 的 uCl i nux 源碼包uCl i nux dis t 20 0 4 04 0 8. ta z，將它復制到系 統(tǒng)的目錄盤下，并進行相應的解壓縮： 輸入 指令，并運行： ta r uClinuxdist 20 0 4 04 0 8. ta z 就會看到，在系統(tǒng)的目錄盤下，會出現(xiàn) uCl i nux 的 源代碼目錄 ，也就是 uCli nux dist 這個 文件夾 。 由于本系統(tǒng)所 用 Sma rtAR M22 0 0 開發(fā)板 ，這個開 發(fā)板為 AR M7 的LPC 2 20 0 芯片 ，是 phi li ps 公司設計制造的 。 為了適應這 個芯片的特 性，登陸 phili ps 官方網(wǎng)站 ， 并且查找和 下載以下這 個文件： uClinuxdis t 20 0 4 04 0 8 1 pc c hy c mj. pa tc h 下載后，復制到系統(tǒng) 的目錄下， 輸入以下指 令，并執(zhí)行： 第 21 頁 cat uClinux dist2 0 04 0 40 8 1 pc chy c mj . pa tc h 執(zhí)行完成后，在編譯 uC li nux 內(nèi)核是，選擇 系統(tǒng)的內(nèi)核 配置的時候，可以找到 L PC 2 20 0 的選項。 配置 uClinux 安裝完成后，可以通過 ma ke c onfig ， ma ke xc onfig 來配置 uC li nux，也可以通過 ma ke menuc onfig 來配 置。 各命令使用范 圍不一樣 ，但效果 是相同的 ，各命令 說明如表 所示。 表 uClinux 的配 置方式 make config 命令行方式，適用于 控制臺和圖 形終端 make menuconf ig 文本菜中方式，適用于控制臺 和圖 形終端 make xconfig X 窗口圖形界面方 式，僅適用 于圖形終端 文本菜單 這種 配置 方式， 可以 在 終端控制臺 上來 使用， 也可以通過 圖形終端 進行使 用。為了使得 配置 具有更 強的 直觀性， 系 統(tǒng)設計采用了 文本菜單這種配 置方式。 配置 uClinux 和文 件系統(tǒng)具體的 操作方法如 下 [2 4 ]： （ 1）通過已經(jīng)建立的 終端或者控 制臺， 找到 uC li nux 源代碼所在的目錄，系統(tǒng)為： //us r/src/uCli nux dis t ， 執(zhí)行命令： c d /usr/src/uCli nux dis t （ 2） 如 果不 是進 行第 一次 編譯， 需要 先清 除以 前編 譯產(chǎn)生 的輔助文件和目標文件，以保證編譯的正確性。如果是第一次編譯則可省略。 執(zhí)行命令： ma ke distclean （ 3） 通過文 本菜單方式 配置 uCli nux 執(zhí)行命令： ma ke menuconf ig 執(zhí)行了 ma ke me nuc onfig 語句后，將會出現(xiàn)如圖 4 . 1 配置內(nèi)核界面。 第 22 頁 圖 配置 內(nèi) 核 界 面 界面中 有提 示使 用“ ↑”“↓ ”選 擇配 置模 塊， 使用 空格鍵 選擇或者取消，使 用“→ ”“←”，選擇命 令，最后 使用回車鍵 E nte r 執(zhí)行命令。 第一 項可 進行 廠商 / 產(chǎn)品 設置 ， 選擇 第二 項則 進行 內(nèi)核 版本 和函數(shù)庫設置，各選 項的 含義以及設 置如表 4. 2 所示。 表 uClinux 中各個選項的描述 選項 描述 設置 Vendor/Produc t 廠商 /產(chǎn)品選擇 PHILIS/L PC 22 0 0 Kemel 選擇 版本 Linux Libc 選擇 函數(shù)庫 uClibc Default all Settings 默認設置 恢復默認設置時選擇 Updata Default 默認廠商配置 根據(jù)需要選擇 在設計的時候，根據(jù)系統(tǒng)需求，以及所選用的芯片廠商等信息，進行系統(tǒng)的配置，主要是根據(jù)以上信息描述，進行設置。 進入 L i nux內(nèi) 核配內(nèi)核資源的界 面，如圖 4 .2 所示。 第 23 頁 圖 內(nèi)核 資 源 界 面 配置完畢后選擇 E x i t，然后在提示下是否保存的時候選擇保存， 配置完畢后，選擇 Exi t， 在對話提示 選擇保存。 （ 4） 建立源 代碼文件依 賴關系 (第一次必須 執(zhí)行 ) 執(zhí)行命令： ma ke dep （ 5） 編譯內(nèi) 核 執(zhí)行命令： make 第（ 4）和第（ 5）進行內(nèi)核的編譯，執(zhí)行的時間會比較長。執(zhí)行結束后，會得到我們需要的兩個目錄： RO Mfs 文件 和 i mage s 內(nèi)核文件。在 R O Mfs 文件中存放嵌入式系統(tǒng)運行所需要的應用程序。 I mages內(nèi)核文件主要存放那 個內(nèi)核目 錄。 經(jīng)過以上程序， uC li nux 的內(nèi) 核編譯全部 完成。 構建文件系統(tǒng) 構建 文件系統(tǒng) 就是 在物理設備 上 構建 文件 組織和目錄， 便于系統(tǒng)進行 文件 的組 織和 管 理， 它是 uCli nux 系統(tǒng) 處理 數(shù)據(jù) 的基 礎 條件 。uCl i nux 系統(tǒng)的所有有 效數(shù)據(jù)，包 括 用程序、庫 、系統(tǒng)文件 和用戶文件 都按照目錄存放 在文件系統(tǒng) 中。 uCli nux 系統(tǒng)的文件系統(tǒng) ，在組織上按照樹狀結構的方式進行組織，也就是 頂部 是根目錄， 從 根向下 進 第 24 頁 行 分支 ，通常把文 件系統(tǒng)的最 頂端成為根 目錄。 uCl i nux 系統(tǒng)通常 只有一個文件 樹， 這 個文件樹 以 樹根 “ /” 作為 起點， 其它的 文 件和外部 設備 按照樹的形 式， 掛結在 這個文件樹上 [ 2 5 ]。 uC li nux 根目錄下可以見到以下結構： /bin /home /etc /mnt /lost+found /tmp /dev /sbin /var /boot /root /lib /proc /usr 設計中選擇的 RO MFS 文件系統(tǒng) ， 主要是 考慮到系統(tǒng) 的存貯結構。因為這種文件系統(tǒng)的 內(nèi)核 比較 小 ， 通常情 況下 只有 4000 字節(jié) 左右，可 以 有 效 的 節(jié) 約 系 統(tǒng) 的 資 源 。 內(nèi)核 在 連接 的 時 候 ， 只 需 要 連 接 到RO MFS 文件系統(tǒng) ， 后面 用 模塊裝 載工具 把其它 相關的 模塊和 文件系統(tǒng) 裝載進來，而 不是 所有的文件 和模塊全部 掛接 。 RO MFS 文件系統(tǒng) 的底層 結構也是非常 的簡單 ，也可以用 來進行 塊設備 的操作。 R O MFS 文件系統(tǒng) 的 構成，它的 文件系統(tǒng)頭 由 16 字節(jié) 組成 ，文件系統(tǒng)名由 4 字節(jié) 組 成， 文件系 統(tǒng)的大 由 4 字節(jié) 組成 ，其次還有 4 字節(jié)的校驗和 4 字節(jié)的 卷標名 。然后就 是 文件的頭 和數(shù)據(jù)了，文件頭也是 由 16 字節(jié) 組成 ， 開 始的 是文件 模式信息 ， 通常占用 4 比特的， 后面的 28 比特 ，是這樣分配的 ： 4 字節(jié) 為 下 后一個 文 件的地址偏移量 ， 4 字節(jié) 為 文件 的 鏈 接信息、 4 字節(jié) 為 文件 大小、 4 字節(jié) 為文件 的校驗和 。 從 后 面的 第 16 字節(jié) 開始 ，顯示的 是 文件名和 相 關 其數(shù)據(jù) [2 6 ]。 RO MFS 是一種只讀的 文 件系統(tǒng) ，由于它 是只讀的，就決 定了這個文件系統(tǒng)是非常小的。如果設計中需要一種 可寫的文件 系統(tǒng)， 那么，就需要尋找一種可以 在 R AM 上使 用 的可寫 文件 系統(tǒng) 。在設 計中，根據(jù)需要選擇了 R AMFS 文件系統(tǒng)， 這 種文件系統(tǒng)可 以用于 R AMDI SK 文件系統(tǒng) 的寫操作 ，它與 C RAMFS 的結合可以適合 大多數(shù)嵌入 式系統(tǒng)的需求。制作 ra mdis k 具體步 驟如下 [2 7 ]： 一般在內(nèi)核編譯時，支持 ra mdisk 的內(nèi)核選項： CO NFI G BL K DE V 第 25 頁 RAM,CO NFIG R D RE LE ASE BLOC K S, CO NFI G BL K DE V Il VI TRD ：同時在 PC機上按照如下的方法 來制作： （ 1） 制作映 象文件 建立虛擬成塊的文件 i ni mg 執(zhí)行命令： dd if=/dev/ze ro of= mg bs=1024 count= 50 0 格式化生成的塊設備 ： i ni mg 文件 執(zhí)行命令： m ke2 fs –m0 –F （ 2） 配置根文件系統(tǒng) ， 將 i ni .i mg 和 f omfs .i mg 加載到主機 文件系統(tǒng) 執(zhí)行命令： m ount ram /o lo