自制動畫嵌入式Linux軟件開發(fā)第一頁，共25頁。目錄123嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識硬件平臺分析和Bootloader移植Linux操作系統(tǒng)的移植第二頁，共25頁。1嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識第三頁，共25頁。1嵌入式系統(tǒng)的組成2嵌入式系統(tǒng)的特點3嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域4嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢第四頁，共25頁。嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備、機(jī)器和車間運行的裝置”，是指以應(yīng)用為中心、以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁減、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。1.嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式處理器、嵌入式外圍設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件，其中嵌入式處理器和嵌入式外圍設(shè)備都是嵌入式硬件平臺的主要組成部分。嵌入式系統(tǒng)的第五頁，共25頁。2.嵌入式系統(tǒng)的特點四部分是密不可分的，只有具備了這四個部分，才能發(fā)揮嵌入式系統(tǒng)應(yīng)有的功能。

嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的，它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點，嵌入式系統(tǒng)微處理器能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的小型化，移動能力大大增強(qiáng),和網(wǎng)絡(luò)的融合也越來越緊密。第六頁，共25頁。

嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計算機(jī)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)合的產(chǎn)物。這一點就決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分都必須高效率地進(jìn)行設(shè)計，量體裁衣、去除冗余，力爭在有限的印刷電路板面積上實現(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。第七頁，共25頁。3.嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域4.嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

工業(yè)控制交通管理信息家電家庭智能管理系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測機(jī)器人隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和技術(shù)的不斷成熟，嵌入式系統(tǒng)呈現(xiàn)了欣欣向榮的發(fā)展勢頭，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域及在技術(shù)特點上的發(fā)展趨勢第八頁，共25頁。2硬件平臺分析和Bootloader移植第九頁，共25頁。硬件平臺分析SamsungS3C2410微處理器(ARM9)為核心的目標(biāo)平臺板，S3C2410的接口非常豐富，可滿足許多嵌入式系統(tǒng)的需要，尤其是多媒體嵌入式系統(tǒng)的需要。1.硬件平臺概述

系統(tǒng)采用主頻可高達(dá)203MHz的S3C2410作為處理器芯片，其內(nèi)部集成了一系列完備的系統(tǒng)接口，從而可以在最大程度上降低系統(tǒng)開發(fā)成本，減少外圍器件的使用。第十頁，共25頁。2.微處理器S3C2410的特點

S3C2410是一款16/32位ARM920T內(nèi)核的微處理器，0.1um工藝的CMOS標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存儲編譯器。它硬件平臺的主要包括以下幾種外圍模塊：1、最小系統(tǒng)模塊；電源系統(tǒng)、晶振、復(fù)位電路和存儲模塊；2、人機(jī)交互模塊；液晶顯示模塊、觸摸屏和音頻模塊；3、對外通信模塊；包括JTAG、串行接口、USB模塊和以太網(wǎng)模塊；第十一頁，共25頁。二、S3C2410片內(nèi)外設(shè)功能模塊簡介

為減少整個系統(tǒng)的成本，S3C24lO芯片內(nèi)部集成了各種外圍沒備，其中與本課題研究相關(guān)的外圍設(shè)備主要包括：1、和Bootloader啟動程序有關(guān)的NANDFlash的控制器，芯片選擇邏輯和SDRAM控制器的系統(tǒng)管理器，3通道UART；2、支持STN和TFT帶有觸摸屏的LCD控制器，2個第十二頁，共25頁。的低功耗、精簡和出色的全靜態(tài)設(shè)計使得它非常適用于手持式設(shè)備以及對成本、功耗敏感的應(yīng)用場合。一、ARM920T內(nèi)核ARM920T內(nèi)核由ARM9TDMI、存儲管理單元(MMU)和高速緩存三部分組成。其中，全性能MMU，可管理虛擬內(nèi)存，支持Linux，WinCE等嵌入式操作系統(tǒng)。它采用Harvard結(jié)構(gòu)，支持16KB數(shù)據(jù)Cache和16KB指令Cache結(jié)構(gòu)分離，具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。第十三頁，共25頁。USB主機(jī)接口，其中1個USB可作為設(shè)備接口，4通道DMA，這些都和圖形用戶接口密切有關(guān)；3、8通道10位ADC模塊，IIC總線接口，IIS總線接口，117個通用I/O口和外部中斷源，這些與音頻驅(qū)動程序的實現(xiàn)密切相關(guān)。第十四頁，共25頁。Bootloader的實現(xiàn)在進(jìn)行嵌入式Linux開發(fā)之前，首先要建立一個交叉編譯環(huán)境，這是一套編譯器、連接器和libc庫等組成的開發(fā)環(huán)境。Linux下的交叉編譯環(huán)境主要包括以下四個部分1.交叉編譯環(huán)境的建立1）針對目標(biāo)系統(tǒng)的編譯器gcc2）針對目標(biāo)系統(tǒng)的二進(jìn)制工具binutils第十五頁，共25頁。3）目標(biāo)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)c庫glibc4）目標(biāo)系統(tǒng)的Linux內(nèi)核頭文件

交叉編譯是嵌入式開發(fā)過程中的一項重要技術(shù)，它的主要特征是某機(jī)器中執(zhí)行的程序代碼不是在本機(jī)編譯生成，而是由另一臺機(jī)器編譯生成，一般把前者稱為目標(biāo)機(jī)，后者稱為宿主機(jī)。嵌入式軟件開發(fā)中必須采用交叉編譯的主要原因在于，多數(shù)嵌入式目標(biāo)系統(tǒng)不能提供足夠的資源供編譯過程使用，因而只好將編譯工程轉(zhuǎn)移到高性能的主機(jī)中進(jìn)行，在進(jìn)行完程序編寫、調(diào)試等工作后，再下載到目標(biāo)硬件電路上執(zhí)行。第十六頁，共25頁。2.移植Bootloader1.Bootloader的啟動原理2.vivi的配置和編譯3.S3C2410的啟動方式選擇4.vivi中NANDFlash分區(qū)的設(shè)置第十七頁，共25頁。3Linux操作系統(tǒng)的移植第十八頁，共25頁。Linux是一個龐大的源碼開放項目，在世界上有千千萬萬的Linux愛好者每天不停地進(jìn)行維護(hù)和發(fā)展。隨著嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展和嵌入式設(shè)備的普及，Linux的開發(fā)者們越來越意識到在Linux體系結(jié)構(gòu)適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的重要性，ARM，MIPS的體系結(jié)構(gòu)的源碼加入到Linux正式發(fā)布的內(nèi)核中就是一個證明。嵌入式應(yīng)用發(fā)展的一個關(guān)鍵趨勢是從靜態(tài)的、固定的系統(tǒng)功能到動態(tài)的、可擴(kuò)展的系統(tǒng)功能，每一個不同版本的內(nèi)核都增加或者減少了一些特性，但這些特性的總體趨勢就是越來越適合于嵌入式移植。第十九頁，共25頁。Linux內(nèi)核源碼Linux內(nèi)核主要由5個子系統(tǒng)組成:進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理、虛擬文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口、進(jìn)程間通信。Linux的移植1.源碼的獲取2.建立flash分區(qū)

Flash分區(qū)的建立實際上是實現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)中NANDFlashMTD設(shè)各驅(qū)動的過程。MTD(memory第二十頁，共25頁。technologydevice內(nèi)存技術(shù)設(shè)備)是用于訪問memory設(shè)備(ROM、flash)的Linux的子系統(tǒng)。MTD的主要目的是為了使新的memory設(shè)備的驅(qū)動更加簡單，為此它在硬件和上層之間提供了一個抽象的接口。CFI接口的MTD設(shè)備可分為四層（從設(shè)備節(jié)點直到底層硬件驅(qū)動），這四層從上到下依次是：設(shè)備節(jié)點、MTD設(shè)備層、MTD原始設(shè)備層和硬件驅(qū)動層。第二十一頁，共25頁。Linux的內(nèi)核啟動時會依據(jù)分區(qū)的設(shè)置進(jìn)行初始配置，它將會根據(jù)mach-smdk2410.c文件進(jìn)行硬件的初始化，NANDFlash驅(qū)動是內(nèi)核啟動時必須加載的部分，所以必須將NANDFlash信息添加到此文件中。3.啟動初始化內(nèi)核啟動設(shè)置在完成Linux啟動的NANDFlash設(shè)置之后，還必須完成內(nèi)核啟動需要的一些基本設(shè)置，如文件系統(tǒng)支持，完成第二十二頁，共25頁。1.設(shè)備文件系統(tǒng)devfs啟動支持2.內(nèi)核編譯和下載內(nèi)核啟動設(shè)置和配置驅(qū)動支持等。devfs，即設(shè)備文件系統(tǒng)(Device)，其主要作用是提供一個新的(更理性的)方式管理通常位于/dev目錄下的所有塊設(shè)備和字符設(shè)備。典型的/dev樹包含數(shù)百個字符類型特殊文件和塊類型特殊文件，它們?nèi)荚诟募到y(tǒng)上，每個特殊文件都可以讓用戶空間進(jìn)程輕松地與內(nèi)核設(shè)備實現(xiàn)交互。第二十三頁，共25頁。

啟動vivi，進(jìn)入vivi的命令行模式