【正文】 系列的 RISC 處理器編寫和調試自己開發(fā)的應用程序了。除了可以安裝在 WindowsNT4 、 Windows 2020 、 Windows 98 和 Windows 95 操作系統(tǒng)之外，還支持 Windows XP 和 Windows Me 操作系統(tǒng)。是 ARM 公司推出的新一代 ARM 集成開發(fā)工具。由于嵌入式硬件平臺的存儲空間有限、處理器頻率較低，很難直接在嵌入式硬件式平臺上建立 Linux系統(tǒng)、安裝嵌入式開發(fā)軟件，因此只能采用嵌入式交叉開 發(fā)環(huán)境來解決這個問題。 （ 3） Pclk 最高達到 68MHz。 操作頻率： （ 1） Fclk 最高達到 400MHz。 工作電壓： （ 1） 內核： ，最高 300MHz； ，最高 400MHz 12 （ 2） 存儲器： 。 （ 4） 最大支持 4096*4096 像素輸入（ 2048*2048 像素輸入比例）。 （ 2） 可以 DZI(數(shù)碼縮放 )。 （ 3） 可以基于 DMA 或中斷模式工作。 SPI 接口： （ 1） 兼容 2 通道 SPI 協(xié)議 版。 （ 5） 64 字節(jié)發(fā)送和接收 FIFO。 （ 3） 兼容 SD 存儲卡協(xié)議 版。 SD 主機接口： （ 1） 基于普通、 DMA 或中斷傳輸模式（字節(jié)、半字、字）。 （ 2） 具備 5 個 Endpoint。 （ 3） 兼容 USB 標準。 USB 主設備： （ 1） 2 個 USB 主設備接口。 AC97 音頻接口： （ 1） 支持 16 位取樣。 （ 3） 發(fā)送和接收具備 128 字節(jié)（ 64 字節(jié)加 64 字節(jié)） FIFO。 IIS 總線接口： （ 1） 1 通道音頻 IIS 總線接口，可基于 DMA 方式工作。 IIC 總線接口： （ 1） 1 通道多主 IIC 總線。 看門狗定時器： （ 1） 16 位看門狗定時器。 （ 2） 最大 500KSPS/10 位精度。 （ 7） 每個通道都具有內部 64 字節(jié)的發(fā)送 FIFO 和 64 字節(jié)的接收 FIFO。 （ 5） 支持 IrDA 。 （ 3） 支持外部時鐘作為 UART 的運行時鐘（ UEXTCLK）。 UART： （ 1） 3 通道 UART，可以基于 DMA 模式或中斷模式工作。 （ 6） 最大幀緩沖器大小是 4M 字節(jié)。 （ 4） 支持多種不同尺寸的液晶屏。 （ 2） 支持 16bbp 無調色真彩顯示。 （ 6） 256 色模式下支持的最大虛擬屏是： 40961024， 20482048， 10244096 等。 （ 4） LCD 實際尺寸的典型值是： 640480， 320240， 160160 及其它。 （ 2） 支持單色模式、 4 級、 16 級灰度 STN LCD、 256 色和 4096 色 STN LCD。 （ 3） 采用脈沖傳輸模式加快傳輸速率。 DMA 控制器 （ 1） 4 通道的 DMA 控制器。 通用 I/O 端口： （ 1） 24 個外部中斷端口 。 （ 3） 具有報警中斷。 RTC（實時時鐘）： （ 1） 全面的時鐘特性：秒、分、時、日期、星期、月和年。 （ 6） 能產生死區(qū)。具有脈沖帶寬調制功能的定時器 (PMW) （ 4） 4 通道 16 位具有 PWM 功能的定時器， 1 通道 16 位內部定時器，可基于 DMA 或中斷進行工作。 （ 2） 可編程的邊沿或者電平觸發(fā)模式選擇。 中斷控制器： 60 個中斷源（ 1 個看門狗定時器， 5 個定時器， 9 個 UARTs， 24 個外部中斷，4 個 DMA， 2 個 RTC， 2 個 ADC， 1 個 IIC， 2 個 SPI， 1 個 SDI， 2 個 USB， 1 個LCD,1 個電池故障， 1 個 NAND 和 2 個攝像頭） 1 個 AC97。正常模式指正常運行模式；慢速模式指不加鎖相環(huán)的低時鐘頻率模式；空閑模式指停止 CPU 的 時鐘；休眠模式指所有外設和內核的電源都被切斷。 （ 1） 通過設置相應寄存器，可以有選擇的為每個功能模塊提供需要的時鐘。 時鐘電源管理： 在 S3C2440 中集成了兩個鎖相環(huán)： MPLL 和 UPLL。 （ 4） 采用寫穿式（ write–through）或寫回式（ write–back） Cache 操作來更新主存儲器。 8 （ 2） 每行 8 字長度，其中每行帶有一個有效位和兩個 dirty 位。 （ 2） 采用 4KB 內部緩沖器進行啟動引導。 （ 11） 支持各種型號的 ROM 引導（ NOR/NAND FLASH、 EEPROM，或其它）。 （ 9） 支持外部等待信號延長總線周期。 （ 7） 8 個存儲器 bank，其中 6 個適用于 ROM、 SRAM 和其它，另外兩個適用于 ROM/SRAM 和同步 DRAM。 （ 5） 從 bank0 到 bank6 都采用固定的 bank 起始尋址。 （ 2） 支持快速總線模式和同步總線模式 （ 3） 尋址空間：每 bank 128M 字節(jié)（總共 1G 字節(jié)）。 （ 6） 內部高級微控制總線（ AMBA）體系結構（ ， AHB/APB）。 （ 4） 指令高速存儲緩沖器（ I–Cache），數(shù)據(jù)高速存儲緩沖器（ D–Cache），寫緩沖器和物理地址 TAG RAM 減少主存帶寬和響應性帶來的影響。 （ 2） 16 或者 32 位 RISC 體系結構和 ARM920T 內核指令集。具有獨立的 16KB 指令 Cache 和 16KB 數(shù)據(jù) Cache。采用 ARM920T 內核，低功耗 , 具有高速的處理計算能力。最終可用的嵌入式 Linux系統(tǒng)體系結構如表 11所示： 表 11 嵌入式 Linux系統(tǒng)體系結構 應用軟件 應用層 嵌入式 GUI 圖形支持 支持層 BOOTLOADER、 LINUX KERNEL、DRIVERS 系統(tǒng)層 嵌入式開發(fā)板實驗板（本論文使用SAMSUNG S3C2440A） 硬件層 硬件層是操作系統(tǒng)的基礎，所有軟件都建立在它的基礎上，系統(tǒng)層的 BootLoader是嵌入式系統(tǒng)軟件的最底層，是上電后運行的第一個程序，類似于 PC 機上的 BIOS，完成對硬件的初始化和內核加載，驅動程序作為系統(tǒng)內核的一部分，實現(xiàn)操作系統(tǒng)內核和硬件設備之間的接口，為應用程序屏蔽硬件的細節(jié)，系統(tǒng)內核主要完成任務管理，調度算法等， GUI 圖形支持庫實現(xiàn)對硬件的抽象、提供基本的圖形接口函數(shù)和與用戶實現(xiàn)交互，而應用軟件用來實現(xiàn)某一具體功能。 5 1 嵌入式 Linux 系統(tǒng)構成和軟件開發(fā)環(huán)境 嵌入式 Linux 系統(tǒng)的體系結構 除了硬件系統(tǒng)外，嵌入式 Linux 系統(tǒng)需要有下面三個基本元素 :系統(tǒng)引導程序BootLoader(用于設備加電后的系統(tǒng)定位引導 )、 Linux內 核 (內存管理、程序管理 )、初始化進程。 （ 4） 對文件系統(tǒng)進行移植到開發(fā)板。本次畢業(yè)設計所用的 BootLoader 是開發(fā)板官網上下載的，所以可以更加穩(wěn)定的在開發(fā)板上運行 Linux系統(tǒng)。 BootLoader 在目標板上電的時候運行，主要完成開發(fā)板初始化和 Linux內核引導的任務。 （ 2） 移植 BootLoader 引導程序 嵌入式 Linux內核通常需要目標板上的引導程序引導來引導內核的啟動，這些引導程序就是 BootLoader。直接在這樣的硬件上建立 Linux系統(tǒng)非常困難。其移植過程不脫離一般性，但因具體開發(fā)環(huán)境的不同，移植過程中會涉及到很多具體問題。 本課題以飛凌嵌入式技術有限公司的以 S3C2440A為核心的 ARM9開發(fā)板FL2440為硬件開發(fā)平臺，在此基礎上，實現(xiàn)嵌入式 Linux系統(tǒng)的移植。 隨著 ， Linux向現(xiàn)有主流的 RTOS提供商在嵌入式系統(tǒng)市場提出了巨大挑戰(zhàn)，將成為更優(yōu)秀的嵌入式操作系統(tǒng)。而且可以支持多種處理器芯片。它充分利用了 x86 CPU的任務切換機制，實現(xiàn)了真正的多任務、多用戶環(huán)境。自 1991年誕生至今，以驚人的速度發(fā)展。嵌入式操作系統(tǒng)負責嵌入式系統(tǒng)的全部軟、硬件資源的分配和調度工作。 （ 1） 嵌入式微處理器 (Embedded MICroprocssor Unit， EMP) （ 2） 嵌入式微控制器 (Microcontroller Unit， MCU) （ 3） 嵌入式 DSP處理器 (Embedded Digital Signal Processor) （ 4） 嵌入式片上系統(tǒng) (System on Chip， SOC) 嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式應用軟件的基礎和開發(fā)平臺，用戶的其它應用程序都建立在操作系統(tǒng)之上。 嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心，是輔助、控制系統(tǒng)運行的硬件單元，目前全世界嵌入式處理器的品種總量已經超過 1000多種，流行體系結構包括 MPU、 MCU等三十幾個系列，速度越來越快，性能越來 越強，價格也越來越低。國內嵌入式軟件市場未來的發(fā)展重點在于對應用范圍的拓展。最后，通過該研究過程可以構建較新版的軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)更好的系統(tǒng)性能，最重要的是可以在實踐基礎上增加對系統(tǒng)移植理論的理解并積累豐富的系統(tǒng)移植 經驗，為后續(xù)的嵌入式應用開發(fā)打下堅實的基礎。首先，可以增加對S3C2440A以微處理器、內置外設以及系統(tǒng)擴展的了解，有助于將來的嵌入式學習。當前嵌入式Linux的一 個熱點應用就是將 Linux內核移植到一些典型的微控制器和微處理器上，提供操作系統(tǒng)層面支持，以實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)用軟件的開發(fā)。這就要求嵌入式軟件設計者要在圖形界面、多媒體技術上多下功夫（這樣可以使客戶更輕松方便的使用嵌入式產品）。 （ 5） 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境。操作系統(tǒng)一般和應用軟件集成在一起。 2 （ 2） 為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲芯片或單片機本身中，而不是存儲與磁盤等載體中。嵌入式系統(tǒng)與 PC的最大不同就是 CPU大多工作在特定用戶群設計的系統(tǒng)中。嵌入式系統(tǒng)是將先進的半導體技術、計算機技、電子技術和各個行業(yè)的具體應用相結合后的產物，這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（ OS）（要求實時和多任務操作）和應用程序。嵌入式系統(tǒng)一般指非 PC系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分。不過上述定義并不能充分體現(xiàn)出嵌入式系統(tǒng)的精髓，目前國內一個普遍被認同的定義是：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。從歷史性、本質性、普遍性出發(fā)，嵌入式系統(tǒng)可以定義為： ―嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng) ‖。 根據(jù) IEEE（國際電機工程師協(xié)會）的定義，嵌入式系統(tǒng)是 ―控制、監(jiān)視或者輔助機器和設備運行的裝置 ‖（原文為： Devices U