【正文】 ，同時(shí)也方便了用戶按各自的要求進(jìn)行相關(guān)信息的查詢。 嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式系統(tǒng)通常由嵌入式處理器，外圍設(shè)備，嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等幾大部分組成。2　 外圍硬件電路： 外圍設(shè)備是指在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中，除了嵌入式處理器以外的用于完成存儲(chǔ)，通信，調(diào)試，顯示等輔助功能的其他部件。3　 嵌入式操作系統(tǒng)：嵌入式操作系統(tǒng)（Embedded Operation System，EOS）是一種用途廣泛的系統(tǒng)軟件，過(guò)去它主要應(yīng)用于工業(yè)控制和國(guó)防系統(tǒng)領(lǐng)域。它必須體現(xiàn)其所在系統(tǒng)的特征，能夠通過(guò)裝卸某些模塊來(lái)達(dá)到系統(tǒng)所要求的功能。 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)1　 專用性強(qiáng)。2　 實(shí)時(shí)性好。3　 可裁剪性好。但是，這樣做勢(shì)必會(huì)提高產(chǎn)品的成本。4　 可靠性高。所以與普通系統(tǒng)相比較，對(duì)嵌入式系 統(tǒng)可靠性的要求極高。有很多嵌入式系統(tǒng)的宿主對(duì)象都是一些小型應(yīng)用系統(tǒng)，例如移動(dòng)電話、PDA、 MP飛機(jī)、艦船、數(shù)碼相機(jī)等，這些設(shè)各不可能配各容量較大的電源，因此低功耗一直是嵌入式系統(tǒng)最求的目標(biāo)。 嵌入式處理器嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心，是控制，輔助系統(tǒng)運(yùn)行的硬件單元。在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，典型的嵌入式處理器有：ARM，MIPS，PowerPC等等。ARM公司通過(guò)將其高性能，低成本，低功耗的RISC微處理器，外圍和系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)讓給或作伙伴來(lái)生產(chǎn)各具特色的芯片。其處理器具有性能高，成本低和能耗省的特點(diǎn)，使用于多種領(lǐng)域，比如嵌入式控制，消費(fèi)類多媒體，DSP和移動(dòng)式應(yīng)用。 體積小，低功耗，低成本而高性能。 16/32位雙指令集。 大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快。其中ARM7是低功耗的32位核，最適合用于對(duì)價(jià)位和功耗敏感的產(chǎn)品；ARM9處理器采用了5級(jí)流水線，具有MMU單元，主要用在無(wú)線設(shè)備，手持終端，數(shù)字照相機(jī)等產(chǎn)品。MIPS公司設(shè)計(jì)RISC處理器始于二十世紀(jì)八十年代初，1986年推出R2000處理器，1988年推R3000處理器，1991年推出第一款64位商用微處器R4000。 隨后，MIPS公司的戰(zhàn)略發(fā)生變化，把重點(diǎn)放在嵌入式系統(tǒng)。新的架構(gòu)集成了所有原來(lái)NIPS指令集，并且增加了許多更強(qiáng)大的功能。2000年，MIPS公司發(fā)布了針對(duì)MIPS32 4Kc的版本以及64位MIPS 64 20Kc處理器內(nèi)核。PowerPC處理器品種很多。其應(yīng)用違反非常廣泛，從高端的工作站，服務(wù)器到態(tài)勢(shì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從消費(fèi)類電子產(chǎn)品到大型通信設(shè)備，無(wú)所不包。 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(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件。嵌入式操作系統(tǒng)具有通用操作系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，如能有效管理越來(lái)越復(fù)雜的系統(tǒng)資源；能夠把硬件虛擬化，使得開(kāi)發(fā)人員從繁忙的驅(qū)動(dòng)程序移植和維護(hù)中解脫出來(lái)；能夠提供庫(kù)函數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序以及工具集等。 幾種主流的嵌入式操作系統(tǒng)Linux：近幾年，linux在嵌入式領(lǐng)域異軍突起，他的獨(dú)特性，使其作為開(kāi)發(fā)嵌入式產(chǎn)品的操作系統(tǒng)，具備巨大的潛力。Palm OS：是COM公司產(chǎn)品，在PDA市場(chǎng)占據(jù)很大的市場(chǎng)份額。Window Embed：支持具有豐富應(yīng)用程序和服務(wù)的32位嵌入式系統(tǒng)，主要系列有Windows ，Windows NT，和帶有server Appliance kit 的Windows 2000。Vxworks：是美國(guó)WindRiver(風(fēng)河)公司于1983年開(kāi)發(fā)，具有良好的持續(xù)發(fā)展能力，高性能內(nèi)核，以及良好的用戶開(kāi)發(fā)環(huán)境。3 bootloader對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，從開(kāi)機(jī)上電到操作系統(tǒng)啟動(dòng)需要一個(gè)引導(dǎo)過(guò)程，嵌入式系統(tǒng)同樣離不開(kāi)這樣的程序，這個(gè)引導(dǎo)程序就叫做bootloader。通過(guò)這段小程序，我們可以初始化硬件設(shè)備，簡(jiǎn)歷內(nèi)存空間，映射表，從而建立適當(dāng)?shù)能浻布h(huán)境，為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核做準(zhǔn)備。但是大部分的bootloader仍然具有很多共性，某些bootloader也能支持多種體系結(jié)構(gòu)的bootloader，例如uboot就同時(shí)支持PowerPC，ARM，MIPS和X86等體系結(jié)構(gòu)。從最終用戶的角度看，bootloader的作用就是用來(lái)加載操作系統(tǒng)，而并不存在所謂的“啟動(dòng)加載”和“下載”模式，因此這種區(qū)別僅對(duì)開(kāi)發(fā)人員才有意義。下載模式：在這種模式下，目標(biāo)機(jī)上的bootloader將通過(guò)串口連接或網(wǎng)絡(luò)連接到開(kāi)發(fā)板，從主機(jī)下載文件。 bootloader的基本結(jié)構(gòu)由于bootloader的實(shí)現(xiàn)依賴于CPU的體系結(jié)構(gòu)，因此大多數(shù)bootloader都分為stage1和stage2兩部分。以達(dá)到短小精悍的目的。從固態(tài)設(shè)備上啟動(dòng)的bootloader大多都是2階段的啟動(dòng)過(guò)程，也即啟動(dòng)過(guò)程可分為stage1和stage2兩部分[5]。 ② 為加載stage2準(zhǔn)備內(nèi)存空間 為了獲得更快的執(zhí)行速度，通常把stage2加載到RAM空間來(lái)執(zhí)行，因此必須為加載bootloader的stage2準(zhǔn)備好一段可用的RAM空間范圍。 ④ 設(shè)置堆棧指針sp堆棧指針的設(shè)置是為了執(zhí)行C語(yǔ)言代碼作好準(zhǔn)備的。 ⑤ 跳轉(zhuǎn)到stage2的入口點(diǎn)。 bootloader的stage2如前所說(shuō)，stage2的代碼通常用C語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能和取得更好的代碼可讀性和可移植性。初始化計(jì)時(shí)器。雖然CPU通常預(yù)留出一大段足夠的地址空間給系統(tǒng)的RAM，但是在搭建具體的嵌入式系統(tǒng)時(shí)，往往只把CPU預(yù)留的全部RAM地址空間中的一部分映射到RAM單元上，而讓剩下的那部分RAM地址空間處于未使用狀態(tài)。 規(guī)劃內(nèi)存占用的布局。在規(guī)劃內(nèi)存占用的布局時(shí)，主要考慮基地址和映像的大小兩個(gè)方面。216。 ⑤ 設(shè)置內(nèi)核啟動(dòng)參數(shù)在將內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像復(fù)制到RAM空間中后，就可以準(zhǔn)備啟動(dòng)linux內(nèi)核了。(Tagged List)的形式來(lái)傳遞參數(shù)。每個(gè)標(biāo)記由被傳遞參數(shù)的tag_header結(jié)構(gòu)以及隨后的參數(shù)值數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)組成。 ⑥ 調(diào)用內(nèi)核Bootloader調(diào)用linux內(nèi)核的方法是直接跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核的第一條指令處，即直接跳轉(zhuǎn)到MEM_START+0X8000地址處。216。216。216。 bootloader的種類每種不同的CPU體系結(jié)構(gòu)都有不同的bootloader，通常bootloader與CPU之間是一對(duì)一的關(guān)系。目前l(fā)inux下開(kāi)放源碼的bootloader對(duì)各種體系結(jié)構(gòu)的支持情況。后來(lái)，Sysgo Gmbh把ppcboot移植到ARM平臺(tái)上，創(chuàng)建了ARMboot工程。 現(xiàn)在，UBoot作為通用的Bootloader，已經(jīng)成功地移植到包括PowerPC、ARM、X8MIPS體系結(jié)構(gòu)的上百種開(kāi)發(fā)板，已經(jīng)成為功能最多、靈活性最強(qiáng)并且開(kāi)發(fā)最積極的開(kāi)放源碼Bootloader。 uboot源碼結(jié)構(gòu)在uboot根目錄下有18個(gè)子目錄，分別存放和管理著不同的源程序。第二類目錄是一些通用的函數(shù)或者驅(qū)動(dòng)程序；如include，mon，drivers等等。 uboot的配置，編譯和移植1　 在頂層目錄Makefile中為開(kāi)發(fā)板添加新的配置選項(xiàng)，mini2440_config : unconfig $(MKCONFIG) $(:_config=)arm arm920t mini2440 NULL s3c24x0arm: CPU的架構(gòu)(ARCH) arm920t: CPU的類型(CPU)，其對(duì)應(yīng)于cpu/arm920t子目錄。2　 創(chuàng)建一個(gè)新目錄/board/mini2440存放開(kāi)發(fā)板的相關(guān)代碼，將/board/smdk2410/目錄下所有文件復(fù)制到/mini2440，并修改其中的相關(guān)文件，否則編譯會(huì)出錯(cuò)。5　 編譯ubootmake執(zhí)行該命令后，6　 添加驅(qū)動(dòng)或者其他功能選項(xiàng)。添加Flash，SDRAM驅(qū)動(dòng)，以太網(wǎng)口，usb，串口等驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)文件的下載，添加對(duì)文件系統(tǒng)的支持。8　 下載bootloader到開(kāi)發(fā)板， 所示，將打印bootloader，flash等信息，因?yàn)檫€沒(méi)有加載Linux內(nèi)核，所以停在booting Linux......處。1　 進(jìn)程調(diào)度(SCHED)：控制進(jìn)程對(duì)CPU資源的使用。2　 內(nèi)存管理(MM)：允許多個(gè)進(jìn)程安全的共享主內(nèi)存區(qū)域。既在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的程序，代碼，數(shù)據(jù)，堆棧的總量可以超過(guò)實(shí)際內(nèi)存的大小，操作系統(tǒng)只是把當(dāng)前使用的程序塊保留在內(nèi)存中，其余的程序塊則保留在磁盤(pán)中。VFS提供了多達(dá)數(shù)十種不同的文件系統(tǒng)，它可分為邏輯文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。4　 網(wǎng)絡(luò)接口(NET)：提供了對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的存取和各種網(wǎng)絡(luò)硬件的支持。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)每一種可能的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)與硬件設(shè)備通訊。5　 進(jìn)程間通信(IPC)：用于支持多種進(jìn)程間相互通信。 進(jìn)程調(diào)度與內(nèi)存管理之間的關(guān)系：這兩個(gè)子系統(tǒng)互相依賴。216。216。216。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程存取的內(nèi)存映射被換出時(shí)，內(nèi)存管理向文件系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，同時(shí)，掛起當(dāng)前正在運(yùn)行的進(jìn)程。這些資源包括所有子系統(tǒng)都用到的過(guò)程。 Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu) linux源碼結(jié)構(gòu)，在頂層目錄下有許多子目錄，分別存放著各種內(nèi)核子系統(tǒng)或者文件。它下面的每一個(gè)子目錄都代表一種Linux支持的體系結(jié)構(gòu)，例如i386就是Intel CPU及與之相兼容體系結(jié)構(gòu)的子目錄。init目錄包含核心的初始化代碼（不是系統(tǒng)的引導(dǎo)代碼）。mm目錄包含了所有的內(nèi)存管理代碼。drivers目錄中是系統(tǒng)中所有的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。ipc目錄包含了核心進(jìn)程間的通信代碼。fs目錄存放Linux支持的文件系統(tǒng)代碼。Kernel內(nèi)核管理的核心代碼放在這里。net目錄里是核心的網(wǎng)絡(luò)部分代碼，其每個(gè)子目錄對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)方面。scripts目錄包含用于配置核心的腳本文件。仔細(xì)閱讀這兩個(gè)文件對(duì)弄清各個(gè)文件之間的聯(lián)系和依托關(guān)系很有幫助。 linux內(nèi)核的配置，編譯和移植Linux內(nèi)核配置系統(tǒng)可以生成內(nèi)核配置菜單，方便內(nèi)核配置。配置界面是通過(guò)工具來(lái)生成的，工具通過(guò)Makefile編譯執(zhí)行，選項(xiàng)則是通過(guò)各級(jí)目錄的Kconfig文件來(lái)定義的[7]。字符界面配置方式需要回答每一個(gè)選項(xiàng)提示，逐個(gè)回答內(nèi)核上千個(gè)選項(xiàng)幾乎是行不通的；圖形窗口的配置界面很好，光標(biāo)菜單也很實(shí)用。2　 make menuconfig執(zhí)行該命令后，就會(huì)出現(xiàn)linux內(nèi)核的配置界面： linux內(nèi)核配置界面根據(jù)目標(biāo)板處理器體系結(jié)構(gòu)及其外圍電路，進(jìn)行相關(guān)選項(xiàng)的配置。N不講該功能編譯進(jìn)內(nèi)核。3　 make zImage編譯生成壓縮內(nèi)核的映像文件。Unpr