嵌入式系统开发：Arm与Linux的完美结合

　　嵌入式系统的定义应当是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

　　比如现在ＡＴＭ取款机就是一个典型ＲＴＯＳ，ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｏｓ主要包括两部分，一部分是处理器，比如Ａｒｍ，ＰＯＷＥＲＰＣ，ＭＩＰＣ，一部分是ＯＳ，比如Ｌｉｎｕｘ，ｗｉｎｃｅ，ｖｘｗｏｒｋｓ，ｕｓ／ｏｓ，ｅｔｃ．我现在主要学习的路线是ａｒｍ＋ｌｉｎｕｘ，选择ａｒｍ主要是因为ａｒｍ技术已经比较成熟，选择ｌｉｎｕｘ是因为ｌｉｎｕｘ是开源的，的，另外如果学好了ｌｉｎｕｘ就算将来不搞嵌入式系统开发这块，也可以专供ｌｉｎｕｘ服务器这一方面。

　　学习嵌入式ｌｉｎｕｘ，主要做的就是四点，一点就是写ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ，并移植到到ｎａｎｄ　ｆｌａｓｈ上，第二点，编译ｋｅｒｎｅｌ，并通过ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ到ｎａｎｄ　ｆｌａｓｈ上，第三点，在基于ｎａｎｄ　ｆｌａｓｈ上建立文件系统，第四点，把写好的应用程序到ｔａｒｇｅｔ上。基本流程就是这么下来的，具体到开发板上时可能就有所差别了，下边就以深圳优龙公司的ｆｓ２４１０为目标板具体的上述一下开发的流程，以及在开发中应注意的问题。

　　步：交叉编译环境的建立

　　Ａ：　基于ｌｉｎｕｘ操作系统的应用开发环境一般是由目标系统硬件（开发板）和宿主ｐｃ机所构成。目标硬件开发板用于运行操作系统和系统应用软件。而目标板所用到的操作系统的内核编译、应用程序的开发和调试则需要通过宿主ｐｃ机来完成（所以称为交叉编译）。双方之间一般通过串口，并口或以太网接口建立连接关系。安装ｌｉｎｕｘ　ｏｓ，比如ｒｅｄｈａｏ　ｌｉｎｕｘ　９．０，可以采用默认安装（但要包含ｆｔｐ服务），将该ｌｉｎｕｘ服务器接入局域网，其他的ｐｃ机可以用ｗｉｎｄｏｗｓ，需要的软件工具包括。

　　（１）ｆｔｐ客户端程序

　　（２）ｔｅｌｎｅｔ工具

　　（３）移植到某一特定ａｒｍ平台的ｌｉｎｕｘ操作系统内核源码

　　（４）ｇｎｕ编译工具，可由相关网站

　　在某工作站ｐｃ上安装ｆｔｐ客户端程序和ｔｅｌｎｅｔ工具，ｌｉｎｕｘ　ｏｓ　ｋｅｒｎｅｌ的编译一般有一个比较固定的步骤，会根据Ｍａｋｅｆｉｅｌ文件的不同而略有差异，可参考相关文档，按固定的步骤编译内核完成以后，会在相应目录生成可执行的二进制文件，通过ｆｔｐ传到ｐｃ机上，热后通过串口或网络到开发板上。

　　Ｂ：（１）　创建编译环境，在这个过程中，将设置一些环境变量，创建安装目录，安装内核源代码和头文件等。

　　（２）　创建ｂｉｎｕｔｉｌｓ．在这个过程结束后，会创建类似ａｒｍ－ｌｉｎｕｘ－ｌｄ等工具。

　　（３）　创建一个交叉编译版本的ｇｃｃ，注意：在这个过程中，只能编译ｃ程序，而不能编译ｃ＋＋程序。

　　（４）　创建一个交叉编译版本的ｇｌｉｂｃ，这里最容易出问题。

　　（５）　创建一个交叉编译版本的ｇｄｂ。这个过程结束后，会创建ａｒｍ－ｌｉｎｕｘ＿ｇｄｂ

　　（６）　重新创建ｇｃｃ。前面创建ｇｃｃ的过程没有编译ｃ＋＋编译器，现在ｇｌｉｂｃ已经准备好了，所以这个步骤将完善ｇｃｃ的交叉编译。

　　（７）　重新创建ｇｌｉｂｃ．

　　如果在交叉编译过程中出现错误，那么请检查：

　　版本选择是否正确，以及是否安装了相应的补丁；

　　库文件路径设置是否正确；

　　系统环境变量是否设置正确。

　　第二步：编写ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ并移植到开发板上

　　Ａ：ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ（引导加载程序）是系统加电后运行的段代码。嵌入式系统中的ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ相当于ｐｃ机中的ｂｉｏｓ。大多数ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ都包含两种不同的操作模式，一种是启动加载（ｂｏｏｔｌｏａｄｉｎｇ）模式，在这种模式下，ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ从目标机上的某个固态存储器设备上将操作系统加载到ＲＡＭ中运行，整个过程并没有用户的介入。这种模式是ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ的正常工作模式，另一种是（ｄｏｗｎｌｏａｄｉｎｇ）模式。在这种模式下，目标机上的ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ将通过串口或网络等通信手段从开发主机（ｈｏｓｔ）上内核映像和根文件系统映像等到ＲＡＭ中。然后可以再被ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ写到目标机上的固态存储介质上。

　　Ｂ：ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ启动大多数都分为两个阶段

　　（１）：基本的硬件初始化（屏蔽所有的中断，关闭处理器内部指令／数据ｃａｃｈｅ等）。

　　为第二阶段准备ＲＡＭ空间，如果是从某个固态存储媒质中，则复制ｂｏｏｔｌｏｄａｅｒ的第二阶段代码到ＲＡＭ。

　　设置堆栈。

　　跳转到第二阶段的Ｃ程序入口点。

　　（２）：初始化本阶段要使用的硬件设备。

　　检查系统内存映射。

　　将内核映像和根文件系统映像从ｆｌａｓｈ读到ＲＡＭ。

　　为内核设置启动参数调用内核。

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