2023年嵌入式毕业实习报告.docx

《2023年嵌入式毕业实习报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年嵌入式毕业实习报告.docx（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、2023年嵌入式毕业实习报告 嵌入式系统 毕业实习报告 学 院： 电子与电气工程学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 电子11201 学 号： 1203251024 姓 名： 徐贤畅 嵌入式系统开发与应用概述 在今日，嵌入式ARM 技术已经成为了一门比较热门的学科，无论是在电子类的什么领域，你都可以看到嵌入式ARM 的影子。如果你还停留在单片机级别的学习，那么实际上你已经落下时代脚步了，ARM 嵌入式技术正以几何的倍数高速发展，它几乎渗透到了几乎你所想到的领域。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高以及面向行业具体应用等突出特征， 目前已经广泛地应用于军事国防、消费电子、信息家电

2、、网络通信、工业控制等各个领域。嵌入式的广泛应用可以说是无所不在。 linux系统 linux系统主要是由用户空间和内核空间再加上外部的硬件平台构成，用户空间就是用户应用程序的运行空间，主要包括两方面的内容：用户应用程序和GNU C Library(glibc)。而内核空间有三方面的内容，一是系统调用接口，它作为用户空间和内核空间相互转移的一种方式，二是内核空间，三是体系相关内核代码，在linux内核代码中，可以看到arch目录下有许多子目录，其中每一个子目录代表一种硬件平台。 而为什么要把linux系统划分为用户空间和内核空间呢？主要是一旦用户空间和内核空间没有分开，那用户将拥有很大的权限去

3、操控内核或用户应用程序的崩溃将会造成系统的崩溃，而linux系统是利用cpu的模式分级来分别运行用户空间和内核空间，这样就可以使操作系统得到充分的保护。而现代的cpu通常实现了不同的工作模式，以ARM处理器为例实现了7种运行模式，分别为： 1）用户模式(usr)：ARM微处理器正常程序执行模式 2）系统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务 3）中断模式(irq)：用于通用的中断处理 4）外部中断模式(fiq)：用于高速数据传输或通道处理 5）数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护 6）管理模式(svc)：操作系统使用的保护模式 7）未定义指

4、令中止模式(und)：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真 ARM微处理器的运行模式可以通过软件改变，也可以通过外部中断或异常处理改变，除用户模式外，其他模式都是非用户模式或特权模式，除用户模式和系统模式外，其他模式都是异常模式，常用于处理异常或中断，以及需要访问受保护的系统资源等情况。 同时用户空间和内核空间是程序执行的两种不同状态，通过系统调用和硬件中断去实现用户空间到内核空间的转移，系统调用是主动的，硬件中断是被动的，比如键盘按下或者串口中断。 接下来说说linux的内核架构，它主要是包含7大组成部分 1.内存管理 内存管理的主要作用是使多个进程能安全高效的共

5、享内存区域，通常使用以下两个手段： 内存映射：将物理内存映射到虚拟内存中，变有限为无限 有效管理：使用各种内存管理算法（如伙伴算法），减少内存浪费 2.虚拟文件系统 vfs隐藏了各种文件系统的具体细节，为文件操作提供统一的接口 3.网络协议栈 它为linux提供了完善丰富的网络协议实现 4.进程管理 进程管理的重点是创建进程、停止进程，并控制它们之间的通信。进程管理还包括控制活动进程如何共享cpu，即进程调度。 5.设备驱动 设备驱动也是内核的一部分，它不同于内核的其他部件，并且独立于内核的其他部件，同时它是与设备交互的唯一模块，通常由第三方厂商开发，一个驱动程序不与其他驱动程序交互；内核与驱

6、动程序之间也仅通过一个严格定义的接口交互。 6.系统调用接口 SCI层为用户空间提供了一套标准的系统调用函数来访问Linux内核，搭起了用户空间到内核空间的桥梁。 7.体系相关部分 Linux内核源代码采用树形结构进行组织，非常合理地把功能相关的文件都放在同一个子目录下，使得程序更具可读性。 下面介绍下这些目录的组成 arch目录 arch是architecture的缩写。内核所支持的每种CPU体系，在该目录下都有对应的子目录。每个CPU的子目录，又进一步分解为boot,mm,kernel等子目录，分别包含控制系统引导，内存管理，系统调用等。其下子目录有 | -x86 /*英特尔cpu及与之相

7、兼容体系结构的子目录*/ | |-boot /*引导程序*/ | | |-compreed /*内核解压缩*/ | |-tools /*生成压缩内核映像的程序*/ | |-kernel /*相关内核特性实现方式，如信号处理、时钟处理*/ | |-lib /*硬件相关工具函数*/ block目录 部分块设备驱动程序 crypto目录 加密、压缩、CRC校验算法 documentation 内核的文档 drivers目录（重点） 设备驱动程序 fs目录 存放各种文件系统的实现代码。每个子目录对应一种文件系统的实现，公用的源程序用于实现虚拟文件系统vfs。 | |-devpts /* /dev/pt

8、s虚拟文件系统*/ | |-ext2 /*第二扩展文件系统*/ | |-fat /*MS的fat32文件系统*/ | |-isofs /*ISO9660光盘cd-rom上的文件系统*/ include目录 内核所需要的头文件。与平台无关的头文件在include/linux 子目录下，与平台相关的头文件则放在相应的子目录中。 init目录 内核初始化代码 ipc目录 进程间通信的实现代码 kernel目录 Linux大多数关键的核心功能都是在这个目录实现。（调度程序，进程控制，模块化） lib目录 库文件代码 mm目录 mm目录中的文件用于实现内存管理中与体系结构无关的部分（与体系结构相关的部分

9、在哪里实现？arch） net目录 网络协议的实现代码 | |-802 /*802无线通讯协议核心支持代码*/ | |-appletalk /*与苹果系统连网的协议*/ | |-ax25 /*AX25无线INTERNET协议*/ | |-bridge /*桥接设备*/ | |-ipv4 /*IP协议族V4版32位寻址模式*/ | |-ipv6 /*IP协议族V6版*/ samples 一些内核编程的范例 scripts 配置内核的脚本 security SElinux的模块 sound 音频设备的驱动程序 usr cpio命令实现 virt 内核虚拟机 Linux内核的配置与编译 Linux内

10、核具有可定制的优点，配置内核的目的是裁剪掉不必要的文件和目录，获得一个最简单的又能满足用户开发的操作系统，以解除嵌入式开发过程中所遇到的存储空间有限的困扰。内核配置与编译的具体步骤如下： 1.清除临时文件、中间文件和配置文件 1）make clean Remove most generated files but keep the config即清除大部分生成的文件但保留配置文件 2）make mrproper Remove all generated files + config files即清除所有生成的文件还有配置文件 3）make distclean Mrproper + remove

11、 editor backup and patch files即实现make mrproper命令的同时删除编辑器备份文件和补丁文件 2.确定目标系统的软硬件配置情况，比如cpu类型，网卡型号，所需支持的网络协议等。 3.使用如下命令之一配置内核： 1） make config:基于文本模式的交互式配置 2）make menuconfig:基于文本模式的菜单型配置 3）make oldconfig:使用已有的配置文件（.config），但是会询问新增的配置选项 4）make xconfig:图形化的配置（需安装图形化系统） Make menuconfig是最为常用的内核配置方式 如果一个.con

12、fig文件已经存在，它将使用该文件设置那些默认的值 4.编译内核 编译内核通常也需要几个步骤，一是清除以前编译通过的残留文件；二是编译内核image文件和可加载模块；三是安装模块。 下面是编译内核的具体步骤。 make dep 命令用在内核2.4或之前，用于建立源文件之间的依赖关系，在执行内核配置命令之后使用，不过在2.6内核中已经取消该命令，该功能由内核配置命令实现。 make clean 命令用于删除前面留下来的中间文件，该命令不会删除.config等配置文件。这个步骤是可选的，它的目的是清除原先编译过而残留的.com和.o（obj文件）。如果是刚下载的源代码，那么这一步就可以省略了，但是

13、如果已经编译多次内核，这一步是必要的，不然后面可能会出现很多莫名其妙的小问题。 make zImage命令用于编译生成压缩形式的内核镜像，当编译成功后，就会在archarmboot目录下生成zImage文件，大小一般为几百KB。对于嵌入式Linux内核而言，直接将生成的zImage下载到嵌入式目标板的flash中即可。对于较大的内核，如果用make zImage编译，系统会提示使用make bzImage命令来编译，bzImage是big zImage的缩写，可用于生成较大的压缩内核，比如桌面Linux系统内核。 在配置菜单的过程中，有些选项被选择为模块的，即选项前为M，并且在回答Enable

14、 loadable module support(CONFIG_MODULES)时选了Yes的，则接下来就还要用命令make modules 来编译这些可加载模块，并用make modules_install将make modules生成的模块文件复制到相应目录，桌面Linux内核一般是在/lib/modules目录下。 制作init ramdisk mkinitrd initrd-$version $version 例： mkinitrd initrd-2.6.29 2.6.29 $version 可以通过查询/lib/modules下的目录得到 Ramdisk是将一部分固定大小的内存当做分

15、区来使用。它并非一个实际的文件系统，二是一种将实际的文件系统装入内存的机制，并且可以作为根文件系统。将一些经常被访问而又不会更改的文件（如只读的根文件系统）通过ramdisk放在内存中，可以明显的提高系统的性能。在linux的启动阶段，initrd提供了一套机制，可以将内核映像和根文件系统一起载入内存。 cp arch/x86/boot/bzImage /boot/vmlinuz-$version $version 为所编译的内核版本号 （拷贝initrd-2.6.29到/boot下，将arch/x86/boot/bzImage更名为vmlinuz-2.6.29移动到/boot下） 修改/et

16、c/grub.conf 或者/etc/lilo.conf （GNU GRUB（简称 GRUB ）是一个来自GNU项目的多操作系统启动程序。GRUB是多启动规范的实现，它允许用户可以在计算机内同时拥有多个操作系统，并在计算机启动时选择希望运行的操作系统。GRUB可用于选择操作系统分区上的不同内核，也可用于向这些内核传递启动参数。） 这时重启Linux操作系统，在进入内核时按下回车键进入内核选择界面，选择自己编译的内核，即可进入自己编译的内核的操作系统，用uname -r 可以查看当前内核版本。 嵌入式linux文件系统的制作与移植 文件系统包含两个层次的含义： 1.按照固定格式组织的目录与文件

17、2.在特定的存储介质上管理这些目录和文件需要的数据 当我们在linux下输入ls / 的时候，见到的目录结构以及这些目录下的内容都大同小异，这是因为所有的linux发行版在对根文件系统的布局上都遵循FHS（Filesystem Hierarchy Standard）标准的建议规定。 各个目录名称及其存放的内容： /bin 必备的用户命令，例如ls、cp等 /sbin 必备的系统管理员命令，例如ifconfig、reboot等 /dev 设备文件，例如mtdblock0、tty1等 /etc 系统配置文件，包括启动文件，例如inittab等 /lib 必要的链接库，例如C链接库、内核模块 /ho

18、me 普通用户主目录 /root root用户主目录 /usr/bin 非必备的用户程序，例如find、du等 /usr/sbin 非必备的管理员程序，例如chroot、inetd等 /usr/lib 库文件 /var 守护程序和工具程序所存放的可变，例如日志文件 /proc 用来提供内核与进程信息的虚拟文件系统，由内核自动生成目录下的内容 /sys 用来提供内核与设备信息的虚拟文件系统，由内核自动生成目录下的内容 /mnt 文件系统挂接点，用于临时安装文件系统 /tmp 临时性的文件，重启后将自动清除 根文件系统是Linux启动时使用的第一个文件系统。没有根文件系统，Linux将无法正常启动

19、。根文件系统由一系列目录组成，目录中包含了应用程序、C库、以及相关的配置文件。 那如何制作一个根文件系统呢？主要包括以下步骤： 1、创建根文件系统的目录 如：mkdir bin sbin lib etc dev proc sys usr mnt tmp var 2、创建设备文件 cd dev mknod -m 666 console c 5 1 mknod -m 666 null c 1 3 cd . 3、安装/etc tar -xzvf etc.tar.gz /xxx/rootfs/etc 4、配置busybox 进入busybox目录执行 make menuconfig 进入 Busybo

20、x Settings build Options- 选中 “Build busybox as a static binary”, 静态链接 Cro Compiler prefix (arm-linux-) Installation Options- 选中 “Dont use /usr”, 选中该项可以避免busybox被安装到宿主系统的/usr目录下，破坏宿主系统 Busybox Installation Prefix (/nfsroot/rootfs)该选项表明编译后的busybox的安装位置 7、编译、安装busybox make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-li

21、nux- make install 前提是系统中安装好了交叉编译工具arm-linux-gcc 至此一个粗略的根文件系统制作完成，下面就需要移植到开发板中。 我们知道ARM嵌入式系统的组成为： 1）bootloader 引导加载器 2）kernel 操作系统内核 3）rootfs 根文件系统 (带GUI,QTopia) 在系统加载完内核后就会去启动根文件系统，而启动根文件系统这个过程被bootargs这个参数控制，所以我们需要修改这个参数以使系统运行我们的根文件系统，但这之前我们需要在宿主机上将根文件系统共享出来。我们先在linux系统中配置好nfs服务器，并且在设置配置文件exports将根

22、文件系统所在路径共享出来，接下来在ARM开发板启动时控制超级终端进入shell界面，在这里输入命令print会显示开发板启动的配置信息，通过set命令我们可以设置bootargs 参数为： console=ttySAC0 root=/dev/nfs nfsroot=192.168.0.113:/mynfs/rootfs ip=192.168.0.1:192.168.0.113:192.168.0.1:255.255.255.0:eth0:off 设置完成后用save命令保存设置，输入reset复位命令，ARM系统重启，重启完成后我们看到ARM系统的根文件系统就是我们自己制作的根文件系统。 实习

23、体会 在嵌入式系统中，除了课本上的基础知识外，还学会了软件编程的基本思路，掌握了液晶屏的使用及其电路设计方法；掌握有关音频处理的基础知识；掌握液晶显示文本及图形的方法与程序设计。 通过这次设计，掌握了液晶显示实验、C/OS-II移植、C/OS-IILCD显示的工作原理及串口通信实验的工作过程，学会了使用仿真软件Embest EduKit-IV实验平台及ULINK2仿真器套件，并学会通过应用软件仿真来实现各种通信系统的设计，对以后的学习和工作都起到了一定的作用，加强了动手能力和学业技能。虽然花了很长时间编写软件程序设计，但这一切还是理论上的。希望学校能提供机会和条件，让我们能够去真正地将理论和实践相结合。通过这次程序，感觉自己所掌握的知识是那么的有限，还有许多需要改进和不足的地方，同时也帮助了我怎样学好这门课程，增加了我对这门学科的兴趣。总体来说，这次实习我受益匪浅。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。在让我体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。通过这次实习通信系统的设计，使我更加清楚以后的发展及学习的方向。 嵌入式毕业实习报告 嵌入式实习报告 暑假嵌入式实习报告. 嵌入式培训实习报告 暑假嵌入式实习报告 嵌入式系统实习报告 11嵌入式毕业实习分组 嵌入式报告 嵌入式报告 嵌入式报告