《嵌入式LINUX概述》PPT课件.ppt
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1、第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述第二章第二章 嵌入式嵌入式LINUX概述概述2.1嵌入式嵌入式LINUX简简介介2.2嵌入式嵌入式LINUX开开发发流程和流程和环环境境2.3GCC工具简要介绍工具简要介绍结结束束第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述2.1嵌入式嵌入式LINUX简介简介2.1.1 嵌入式嵌入式LINUX的发展的发展2.1.2 嵌入式嵌入式LINUX的优点的优点2.1.3 嵌入式嵌入式LINUX的缺点的缺点返回本章首页返回本章首页第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述嵌入式LINUX的发展Linux正在嵌入式开发领域稳步
2、发展。正在嵌入式开发领域稳步发展。Linux使用使用GPL,所有对特定开发板、,所有对特定开发板、PDA、掌、掌上机、可携带设备等嵌入式上机、可携带设备等嵌入式Linux系统感兴趣的系统感兴趣的人都可以从因特网上免费下载其内核和应用程序,人都可以从因特网上免费下载其内核和应用程序,并开始移植和开发。许多并开始移植和开发。许多Linux改良品种迎合了改良品种迎合了嵌入式市场,它们包括嵌入式市场,它们包括RTLinux(实时(实时Linux)、)、uclinux(用于非(用于非MMU设备的设备的Linux)、)、MontavistaLinux(用于(用于ARM、MIPS、PPC的的Linux分发版
3、)、分发版)、ARM-Linux(ARM上的上的Linux)和其它)和其它Linux系统。系统。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述嵌入式嵌入式Linux的发展比较迅速。的发展比较迅速。NEC、索尼、索尼已经在销售个人视频录像机等基于已经在销售个人视频录像机等基于Linux的消费类的消费类电子产品,摩托罗拉则计划在其未来的大多数手机电子产品,摩托罗拉则计划在其未来的大多数手机上使用上使用Linux,IBM也制定了在手持机上运行也制定了在手持机上运行Linux的计划。的计划。数年来,数年来,“Linux标准库标准库”组织一直在从事组织一直在从事对在服务器上运行的对在服务器上运
4、行的Linux进行标准化的工作,现进行标准化的工作,现在,嵌入式计算领域也开始了这一工作。嵌入式在,嵌入式计算领域也开始了这一工作。嵌入式Linux标准吸引了标准吸引了“Linux标准库标准库”以及以及Unix组织组织中有益的元素。中有益的元素。返回本节返回本节第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述嵌入式嵌入式LINUX的优点的优点典型的典型的Linux系统经过打包,在拥有硬盘系统经过打包,在拥有硬盘和大容量内存的和大容量内存的PC机上运行,嵌入式系统不需机上运行,嵌入式系统不需要这么高的配置。一个功能完备的要这么高的配置。一个功能完备的Linux内核要内核要求大约求大约1M
5、B内存。而内存。而Linux微内核只占用其中微内核只占用其中很小一部分内存,包括虚拟内存和所有核心的操很小一部分内存,包括虚拟内存和所有核心的操作系统功能在内,只需占用系统约作系统功能在内,只需占用系统约100K内存。内存。只要有只要有500K的内存,一个有网络栈和基本实用的内存,一个有网络栈和基本实用程序的完全的程序的完全的Linux系统就可以在一台系统就可以在一台8位总线位总线(SX)的)的Intel386微处理器上运行的很好了。微处理器上运行的很好了。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述由于内存要求常常是需要的应用所决定的,由于内存要求常常是需要的应用所决定的,因此它
6、是一个瞄准嵌入式市场的轻量级操作系统。因此它是一个瞄准嵌入式市场的轻量级操作系统。与传统的实时操作系统相比(与传统的实时操作系统相比(RTOS),采),采用象嵌入式用象嵌入式Linux这样的开放源码的操作系统的另这样的开放源码的操作系统的另外一个好处是外一个好处是Linux开发团体看来会比开发团体看来会比RTOS的的供应商更快地支持新的供应商更快地支持新的IP协议和其它协议。例如,协议和其它协议。例如,用于用于Linux的设备驱动程序要比用于商业操作系统的设备驱动程序要比用于商业操作系统的设备驱动程序多,如网络接口卡(的设备驱动程序多,如网络接口卡(NIC)驱动程)驱动程序以及并口和串口驱动程
7、序。核心序以及并口和串口驱动程序。核心Linux操作系统操作系统本身的微内核体系结构相当简单。本身的微内核体系结构相当简单。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述网络和文件系统以模块形式置于微内核的上网络和文件系统以模块形式置于微内核的上层。驱动程序和其它部件可在运行时作为可加载模层。驱动程序和其它部件可在运行时作为可加载模块编译到或者是添加到内核。这为构造定制的可嵌块编译到或者是添加到内核。这为构造定制的可嵌入系统提供了高度模块化的构件方法。而在典型情入系统提供了高度模块化的构件方法。而在典型情况下该系统需结合定制的驱动程序和应用程序以提况下该系统需结合定制的驱动程序和应用
8、程序以提供附加功能。供附加功能。返回本节返回本节第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述嵌入式嵌入式LINUX的缺点的缺点嵌入式嵌入式LINUX不是一个实时嵌入式操作系不是一个实时嵌入式操作系统。统。在嵌入式系统上运行在嵌入式系统上运行Linux的一个缺点是的一个缺点是Linux体系提供实时性能需要添加实时软件模块。体系提供实时性能需要添加实时软件模块。而这些模块运行的内核空间正是操作系统实现调而这些模块运行的内核空间正是操作系统实现调度策略、硬件中断异常和执行程序的部分度策略、硬件中断异常和执行程序的部分,容易引容易引起严重错误。起严重错误。返回本节返回本节第第2 2章章 嵌
9、入式嵌入式LINUXLINUX概述概述嵌入式嵌入式LINUX开开发发流程和流程和环环境境2.2.1 嵌入式嵌入式LINUX的开发流程的开发流程2.2.2 嵌入式嵌入式LINUX的开发环境建立的开发环境建立返回本章首页返回本章首页第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述嵌入式嵌入式LINUX的开发流程的开发流程嵌入式嵌入式linux开发,根据应用需求的不同有开发,根据应用需求的不同有不同的配置开发方法,但是一般都要经过以下过不同的配置开发方法,但是一般都要经过以下过程:程:建立开发环境。建立开发环境。操作系统一般使用操作系统一般使用REDHATLINUX,版本,版本7到到9都可以
10、,选择定制都可以,选择定制安装或全部安装,通过网络下载相应的安装或全部安装,通过网络下载相应的GCC交叉交叉编译器进行安装,或者安装产品厂家提供的交叉编译器进行安装,或者安装产品厂家提供的交叉编译器。编译器。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述配置开发主机。配置配置开发主机。配置MINICOM,一般参数,一般参数为波特率为波特率115200,数据位,数据位8位,停止位位,停止位1,无奇,无奇偶校验,软硬件控制流设为无。偶校验,软硬件控制流设为无。MINICOM软件软件的作用是作为调试嵌入式开发板信息输出的监视的作用是作为调试嵌入式开发板信息输出的监视器和键盘输入的工具;配置
11、网络,主要是配置器和键盘输入的工具;配置网络,主要是配置NFS网络文件系统,需要关闭防火墙,简化嵌入网络文件系统,需要关闭防火墙,简化嵌入式网络调试环境设置过程。式网络调试环境设置过程。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述建立引导装载程序建立引导装载程序BOOTLOADER。从网。从网络上下载一些公开源代码的络上下载一些公开源代码的BOOTLOADER,如,如U-BOOT、VIVI、等,根据自己具体芯片进行移、等,根据自己具体芯片进行移植修改。有些芯片没有内置引导装载程序,比如植修改。有些芯片没有内置引导装载程序,比如三星的三星的ARM7、ARM9系列芯片,这样就需要编系列
12、芯片,这样就需要编写烧写开发板上写烧写开发板上flash的烧写程序,网络上有免费的烧写程序,网络上有免费下载的下载的WINDOWS下通过下通过JTAG并口简易仿真器并口简易仿真器烧写烧写ARM外围外围flash芯片的程序。芯片的程序。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述也有也有LINUX下公开源代码的下公开源代码的J-FLASH程序。程序。如果不能烧写自己的开发板,就需要根据自己的如果不能烧写自己的开发板,就需要根据自己的具体电路进行源代码修改。这是让系统可以正常具体电路进行源代码修改。这是让系统可以正常运行的第一步。如果你购买了厂家的仿真器当然运行的第一步。如果你购买了厂
13、家的仿真器当然比较容易烧写比较容易烧写flash了,但是其核心技术是无法了了,但是其核心技术是无法了解的。这对于需要迅速开发应用的人来说是可以解的。这对于需要迅速开发应用的人来说是可以提高进度的。提高进度的。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述下载别人已经移植好的下载别人已经移植好的LINUX操作系统,操作系统,如如UCLINUX、ARM-LINUX、PPC-LINUX等。等。如果有专门针对你所使用的如果有专门针对你所使用的CPU移植好的移植好的LINUX操作系统那是再好不过,下载后再添加自操作系统那是再好不过,下载后再添加自己的特定硬件的驱动程序,进行调试修改,对于己的特
14、定硬件的驱动程序,进行调试修改,对于带带MMU的的CPU可以使用模块方式调试驱动,对可以使用模块方式调试驱动,对于于UCLINUX这样的系统好像只能编译进内核进这样的系统好像只能编译进内核进行调试。行调试。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述建立根文件系统,从建立根文件系统,从下载下载使用使用BUSYBOX软件进行功能裁减,产生一个最软件进行功能裁减,产生一个最基本的根文件系统,再根据自己的应用需要添加基本的根文件系统,再根据自己的应用需要添加其他的程序。默认的启动脚本一般都不会符合应其他的程序。默认的启动脚本一般都不会符合应用的需要,所以就要修改根文件系统中的启动脚用的需
15、要,所以就要修改根文件系统中的启动脚本。本。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述建立应用程序的建立应用程序的flash磁盘分区,一般使用磁盘分区,一般使用JFFS2或或YAFFS文件系统,这需要在内核中提供文件系统,这需要在内核中提供这些文件系统的驱动,有的系统使用一个线性这些文件系统的驱动,有的系统使用一个线性flash(NOR型)型)512K32M,有的系统使用非线,有的系统使用非线性性flash(NAND型)型)8512M,有的两个同时使,有的两个同时使用,需要根据应用规划用,需要根据应用规划flash的分区方案。的分区方案。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLI
16、NUX概述概述开发应用程序,可以下载到根文件系统中,开发应用程序,可以下载到根文件系统中,也可以放入也可以放入YAFFS、JFFS2文件系统中,有的应文件系统中,有的应用程序不使用根文件系统,而是直接将应用程序用程序不使用根文件系统,而是直接将应用程序和内核设计在一起,这有点类似于和内核设计在一起,这有点类似于UCOS-II的方的方式。式。返回本节返回本节第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述嵌入式嵌入式LINUX的开发环境建立的开发环境建立通常的嵌入式系统的软件开发采用一种交叉通常的嵌入式系统的软件开发采用一种交叉编译调试的方式。交叉编译调试环境建立在宿主编译调试的方式。交
17、叉编译调试环境建立在宿主机(即一台机(即一台PC机)上,对应的开发板叫做目标机)上,对应的开发板叫做目标板。在进行嵌入式开发前第一步的工作就是要板。在进行嵌入式开发前第一步的工作就是要安装一台装有指定操作系统的安装一台装有指定操作系统的PC机作宿主开发机作宿主开发机,对于嵌入式机,对于嵌入式LINUX,宿主机上的操作系统一,宿主机上的操作系统一般要求为般要求为REDHATLINUX。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述嵌入式开发通常要求宿主机配置有网络,支嵌入式开发通常要求宿主机配置有网络,支持持NFS(为交叉开发时(为交叉开发时mount所用)。然后要在所用)。然后要在宿
18、主机上建立交叉编译调试的开发环境。环境的宿主机上建立交叉编译调试的开发环境。环境的建立需要许多的软件模块协同工作,这将是一个建立需要许多的软件模块协同工作,这将是一个比较繁杂的工作,不过这些工作都已经由专业人比较繁杂的工作,不过这些工作都已经由专业人士完成,我们所做的就是依样画葫芦。士完成,我们所做的就是依样画葫芦。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述主机中,主机中,LINUX安装后,需要配置网络,安装后,需要配置网络,包括配置包括配置IP地址、地址、NFS服务、防火墙。网络配置服务、防火墙。网络配置主要是要安装好以太网卡,对于一般常见的主要是要安装好以太网卡,对于一般常见
19、的RTL8139网卡,网卡,REDHAT9.0可以自动识别并自可以自动识别并自动安装好,完全不要用户参与因此建议使用该网动安装好,完全不要用户参与因此建议使用该网卡。然后配置宿主机卡。然后配置宿主机IP为为192.168.0.121。如果是。如果是在有多台计算机使用的局域网环境使用此开发设在有多台计算机使用的局域网环境使用此开发设备,备,IP地址可以根据具体情况设置。地址可以根据具体情况设置。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述对于对于REDHAT9.0,它默认的是打开了防火,它默认的是打开了防火墙,因此对于外来的墙,因此对于外来的IP访问它全部拒绝,这样其访问它全部拒绝,
20、这样其它网络设备根本无法访问它,即无法用它网络设备根本无法访问它,即无法用NFSmount它,许多网络功能都将无法使用。因此网它,许多网络功能都将无法使用。因此网络安装完毕后,应立即关闭防火墙。在系统设置络安装完毕后,应立即关闭防火墙。在系统设置菜单中选择服务器设置菜单,再选中服务菜单,菜单中选择服务器设置菜单,再选中服务菜单,将将iptables服务的勾去掉服务的勾去掉,并确保并确保nfs选项选中。选项选中。第第2 2章章 嵌入式嵌入式LINUXLINUX概述概述配置配置NFS:点击主菜单运行系统设置点击主菜单运行系统设置-服务器设置服务器设置-NFS服服务器(英文为:务器(英文为:SETU
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