【正文】 ......................................................................... 35 第六章 結(jié)束語 .......................................................................................................................................... 38 參 考 文 獻 .............................................................................................................................................. 39 致 謝 ................................................................................................................................................... 40 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章：緒論 嵌入式系統(tǒng)是熱門的 IT 應(yīng)用領(lǐng)域之一。關(guān)鍵字：linux federal10 系統(tǒng)， uboot 移植，內(nèi)核移植。 本文的工作主要集中在以下方面：首先，進行了移植環(huán)境的設(shè)計與搭建，安裝和配置了交叉編譯器；其次，設(shè)計并實現(xiàn)了系統(tǒng)的 bootloader，主要內(nèi)容是將基于 S3C2410處理器的 UBOOT 移植到移植到 ARM92440EP 硬件環(huán)境下；最后，將 Linux 內(nèi)核進行編譯與移植。湖 南 科 技 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計（ 論 文 ）題目 嵌入式汽車定位系統(tǒng)開發(fā)研究作者學(xué)院專業(yè)學(xué)號指導(dǎo)教師湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）I摘 要 Linux 操作系統(tǒng)作為自由軟件的代表，性能優(yōu)良，是 PC 服務(wù)器和嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的操作系統(tǒng)，近年來，顯現(xiàn)了巨大的市場價值和廣闊的應(yīng)用前景。而本文主要講述的是在汽車行駛記錄儀方面的應(yīng)用。全文詳細論述了嵌入式 Linux 移植的流程，給出了搭建嵌入式開發(fā)環(huán)境，基于硬件平臺 ARM920T 的 bootloader, Linux 內(nèi)核的移植及根文件系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，為整個系統(tǒng)的后續(xù)開發(fā)打下堅實的基礎(chǔ)。湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）IIABSTRACTLinux operating system as the representative of free software, excellent performance, is a PC server and embedded systems the most widely used operating system in recent years, revealing a huge market value and broad application article is about the vehicle location system in the application.Transplantation in the Linux system, the first transplant carried out the design and build environment, installation and configuration of the , a design and implementation of the system bootloader, main contents, including transplantation of open source software UBOOT, since the processor S3C2410 in the UBOOT only SMDK2410 board of standards support in use must be transplanted toARM92440EP hardware environment, and finally, in the following steps to achieve the whole process.This is a linux system using the terminal mand modified by gcc crosspiler, and generates a target need uboot, kernel, logo, and file system image file required, and the windows XP system to download and byDNW and Super Terminal will be programmed into the target image file TQ2440 download mode, restart the development board NANDFlash mode until you see the system interface, you can begin to enter the development stage.Embedded Linux text discusses in detail the process of transplantation is given to build the embedded development environment, hardware platform based on ARM920T39。嵌入式系統(tǒng)用在一些特定專用設(shè)備上，通常這些設(shè)備的硬件資源（如處理器、存儲器等）非常有限，并且對成本很敏感，有時對實時響應(yīng)要求很高等。像我們平常常見到的手機、PDA、電子字典、網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用的功能也進行了優(yōu)化。圖 嵌入式系統(tǒng)的組成(1)嵌入式處理器嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類型的嵌入式處理器，嵌入式處理器具有面向用戶，面向產(chǎn)品，面向應(yīng)用的特點，因此，嵌入式處理器與通用處理器最大的區(qū)別在于，嵌入式 CPU 大多工作在為特定用戶群所專門設(shè)計的系統(tǒng)中。(2)嵌入式外圍設(shè)備在嵌入系統(tǒng)硬件系統(tǒng)中，除了嵌入式處理器以外，用于完成存儲、通信、調(diào)試、湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 顯示等輔助功能的其他部件，事實上都可以算作嵌入式外圍設(shè)備。①目前存在的絕大多數(shù)通信設(shè)備都可以直接在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用，包括 RS232 接口(串行通信接口) 、USB(通用串行總線接口), Ether 以太網(wǎng)接口)、工 IC(現(xiàn)場總線)等等。FLASH 憑借其可擦寫次數(shù)多、存儲速度快、存儲容量大、價格便宜等優(yōu)點，在嵌入式領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。③由于嵌入式應(yīng)用場合的特殊性，通常使用的是液晶顯示器(LCD)和觸摸板(Touch Panel)等外圍顯示設(shè)備。(3)嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)是專門負責(zé)管理存儲器分配、中斷處理、任務(wù)調(diào)度等功能的軟件模塊，是用來支持嵌入式應(yīng)用的系統(tǒng)軟件，是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動程序、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動接口、通信協(xié)議、圖形用戶界面(GUI)等。這些操作系統(tǒng)有 VxWorks,Neculeus,pSOS,QNX,Linux 和WindowsCE 等。(2)嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。(3)嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中對處理器的選擇更具有競爭力。為了提高執(zhí)行速度湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 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器芯片或單片機本身中，而不是存貯于磁盤等載體中。 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)由于嵌入式系統(tǒng)是一種根據(jù)特定用途所專門開發(fā)的系統(tǒng)，它只完成預(yù)期要完成的功能，所以其開發(fā)過程和開發(fā)環(huán)境同傳統(tǒng)的軟件開發(fā)相比有著顯著的不同。嵌入式系統(tǒng)發(fā)展到今天，對應(yīng)于各種微處理器的硬件平臺一般都是通用的、固定的、成熟的，這就大大減少了由硬件系統(tǒng)引入錯誤的機會。嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)者現(xiàn)在已經(jīng)從反復(fù)進行硬件平臺設(shè)計的過程中解脫出來，從而可以將主要精力放在滿足特定的需求上。交叉開發(fā)環(huán)境是指編譯、鏈接和調(diào)試嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境.，它與運行嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境有所不同，通常采用宿主機/目標機模式，如圖 13 所示。宿主機的軟硬件資源比較豐富，不但包括功能強大的操作系統(tǒng)(如 Linux)，而且還有各種各樣優(yōu)秀的開發(fā)工具(如 WindRiver 的 Tornado, GNU 的開源軟件 GDB 等)，能夠大大提高嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)速度和效率。嵌入式系統(tǒng)的交叉開發(fā)環(huán)境一般包括交叉編譯器、交叉調(diào)試器和系統(tǒng)仿真器，其中交叉編譯器用于在宿主機上生成能在目標機上運行的代碼，而交叉調(diào)試器和系統(tǒng)仿真器則用于在宿主機與目標機間完成嵌入式軟件的調(diào)試。目前常用的交叉開發(fā)環(huán)境主要有開放和商業(yè)兩種類型。商業(yè)的交叉開發(fā)環(huán)境則主要有 Metrowerks CodeWarrior，ARM Software，Development Toolkit，Windver Tornado 等等。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實時、 全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報收集、核爆監(jiān)測和應(yīng)急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰(zhàn)略的重要組成。 GPS 監(jiān)控（以上海市連圖信息科技 GPS 車載終端設(shè)備為例）是結(jié)合了 GPS 技術(shù)、無線通信技術(shù)(GSM/GPRS/CDMA)、圖像處理技術(shù)及 GIS 技術(shù)，用于對移動的人、寵物、車及設(shè)備進行遠程實時監(jiān)控的一門技術(shù)。 　 　 GPS 車輛管理系統(tǒng)功能簡單描述 ?。?）實時監(jiān)控： GPS 車輛管理系統(tǒng)應(yīng)用了移動 GPRS 為監(jiān)控數(shù)據(jù)的載體，真正湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 的實現(xiàn)了對車輛的全天候?qū)崟r監(jiān)控（速度、方向等） ，監(jiān)控頻率可達到1秒級。 　　（3）車輛超速報警： 管理員可單獨或是設(shè)定全部車輛的行駛上下限速度，當(dāng)車輛行駛速度超過該限制時，系統(tǒng)即會提示車輛超速報警，并伴有聲音和窗口彈出窗口提示。 ?。?）文字調(diào)度管理：管理可通過文字方式向某一輛車或是某一群車輛發(fā)送文字調(diào)度信息。 ?。?）超速報警統(tǒng)計：通過系統(tǒng)提供的行駛數(shù)據(jù)保存功能，在事后可將某車的在某天某日某一段時間的行車數(shù)據(jù)進行回放，并可生成報表供打應(yīng)，該功能可作考核用。 ?。?）區(qū)域報警功能：可以設(shè)定禁區(qū)，當(dāng)車進入禁區(qū)監(jiān)控處發(fā)出警報提醒。 　?。?）里程油耗統(tǒng)計：通過系統(tǒng)提供的行駛數(shù)據(jù)保存功能，可將某車的在某天某日某一段時間的行車公里數(shù)及所耗油量，可生成報表供打印，該功能可作參考。圖 用戶終端圖 基于 ARM9 的嵌入式車載導(dǎo)航開發(fā)板底板電路原理圖湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 圖 ARM920T 開發(fā)板核心板電路原理圖湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 圖 導(dǎo)航系統(tǒng)驅(qū)動程序的組成框圖 以下是運行目標板所需要的驅(qū)動程序，在此次試驗中，使用的 TQ2440 開發(fā)班層也是由一下圖示組成。bootloader 的實現(xiàn)依賴于 CPU 的體系結(jié)構(gòu)，因此大多數(shù)bootloader 的開發(fā)都分為 stage1 和 stage2 兩個階段，依賴體系結(jié)構(gòu)的代碼都放在stage1(用匯編實現(xiàn))，而 stage2 通常用 C 來實現(xiàn)。其中包括屏蔽所有中斷、設(shè)置 CPU 的速度和時鐘頻率、RAM 初始化、初始化 IED、關(guān)閉 CPU 內(nèi)部指令/數(shù)據(jù) cache?？臻g可以任意安排，其中RamEnd1MB 是一種很值得推薦的方法(RamEnd1MB 指末尾的 1M 空間)；而且必須進行范圍測試，這里推薦一個叫做 test_mempage 的內(nèi)存檢測算法——測試每個memory page 開始兩個字是否是可讀寫的。這里只要注意地址范圍就可以了。通?？梢园?sp 的值設(shè)置為 stage2_end(棧向低地址空間發(fā)展)5　跳轉(zhuǎn)到 stage2 的 C 入口點。第二階段，stage2 通常步驟：1　初始化本階段要使用的硬件設(shè)備。2　檢測系統(tǒng)內(nèi)存映像。3　將 kernel 影響和根文件系統(tǒng)映像從 flash 上讀到 RAM 空間。如，啟動參數(shù)和內(nèi)核頁表等信息。4　為內(nèi)核設(shè)置啟動參數(shù)。每個標記由標識被傳遞參數(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)來組成（在 include/ams/ 中定義）。湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 （2）bootloader 的作用：BootLoader 就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運行之前運行的一段小程序。在嵌入式系統(tǒng)中，通常并沒有像 BIOS 那樣的固件程序（注，有的嵌入式 CPU 也會內(nèi)嵌一段短小的啟動程序），因此整個系統(tǒng)的加載啟動任務(wù)就完全由 BootLoader 來完成。 的設(shè)計與實現(xiàn)UBoot，全稱 Universal Boot Loader，是遵循 GPL 條款的開放源碼項目。其源碼目錄、編譯形式與Linux 內(nèi)核很相似，事實上，不少 UBoot 源碼就是相應(yīng)的 Linux 內(nèi)核源程序的簡化，尤其是一些設(shè)備的驅(qū)動程序，這從 UBoot 源碼的注釋中能體現(xiàn)這一點。其目前要支持的目標操作系統(tǒng)是OpenBSD, NetBSD, FreeBSD, Linux, SVR4, Esix, Solaris, Irix, SCO, Dell, NCR,