1. gzyueqian
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      武漢嵌入式培訓學校技術分享:Arm與Linux的完美結合

      更新時間: 2018-10-17 14:59:47來源: 武漢嵌入式培訓瀏覽量:6314

          嵌入式系統的定義應當是以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。

          比如現在ATM取款機就是一個典型RTOS,embeddedos主要包括兩部分,一部分是處理器,比如Arm,POWERPC,MIPC,一部分是OS,比如Linux,wince,vxworks,us/os,etc.我現在主要學習的路線是arm+linux,選擇arm主要是因為arm技術已經比較成熟,選擇linux是因為linux是開源的,免費的,另外如果學好了linux就算將來不搞嵌入式系統開發這塊,也可以linux服務器這一方面。
          學習嵌入式linux,主要做的就是四點,一點就是寫bootloader,并移植到到nandflash上,第二點,編譯kernel,并通過bootloader下載到nandflash上,第三點,在基于nandflash上建立文件系統,第四點,把寫好的應用程序下載到target上。基本流程就是這么下來的,具體到開發板上時可能就有所差別了,下邊就以深圳優龍公司的fs2410為目標板具體的上述一下開發的流程,以及在開發中應注意的問題。
          步:交叉編譯環境的建立
          A: 基于linux操作系統的應用開發環境一般是由目標系統硬件(開發板)和宿主pc機所構成。目標硬件開發板用于運行操作系統和系統應用軟件。而目標板所用到的操作系統的內核編譯、應用程序的開發和調試則需要通過宿主pc機來完成(所以稱為交叉編譯)。雙方之間一般通過串口,并口或以太網接口建立連接關系。安裝linux os,比如redhao linux 9.0,可以采用默認安裝(但要包含ftp服務),將該linux服務器接入局域網,其他的pc機可以用windows,需要的軟件工具包括。
          (1)ftp客戶端程序
          (2)telnet工具
          (3)移植到某一特定arm平臺的linux操作系統內核源碼
          (4)gnu編譯工具,可由相關網站下載
          在某工作站pc上安裝ftp客戶端程序和telnet工具,linux os kernel的編譯一般有一個比較固定的步驟,會根據Makefiel文件的不同而略有差異,可參考相關文檔,按固定的步驟編譯內核完成以后,會在相應目錄生成可執行的二進制文件,通過ftp傳到pc機上,熱后通過串口或網絡下載到開發板上。
          B:(1) 創建編譯環境,在這個過程中,將設置一些環境變量,創建安裝目錄,安裝內核源代碼和頭文件等。
          (2) 創建binutils.在這個過程結束后,會創建類似arm-linux-ld等工具。
          (3) 創建一個交叉編譯版本的gcc,注意:在這個過程中,只能編譯c程序,而不能編譯c++程序。
          (4) 創建一個交叉編譯版本的glibc,這里容易出問題。
          (5) 創建一個交叉編譯版本的gdb。這個過程結束后,會創建arm-linux_gdb
          (6) 重新創建gcc。前面創建gcc的過程沒有編譯c++編譯器,現在glibc已經準備好了,所以這個步驟將完善gcc的交叉編譯。
          (7) 重新創建glibc.
          如果在交叉編譯過程中出現錯誤,那么請檢查:
          版本選擇是否正確,以及是否安裝了相應的補丁;
          庫文件路徑設置是否正確;
          系統環境變量是否設置正確。
          第二步:編寫bootloader并移植到開發板上
          A:bootloader(引導加載程序)是系統加電后運行的段代碼。嵌入式系統中的bootloader相當于pc機中的bios。大多數bootloader都包含兩種不同的操作模式,一種是啟動加載(bootloading)模式,在這種模式下,bootloader從目標機上的某個固態存儲器設備上將操作系統加載到RAM中運行,整個過程并沒有用戶的介入。這種模式是bootloader的正常工作模式,另一種是下載(downloading)模式。在這種模式下,目標機上的bootloader將通過串口或網絡等通信手段從開發主機(host)上下載內核映像和根文件系統映像等到RAM中。然后可以再被bootloader寫到目標機上的固態存儲介質上。
          B:bootloader啟動大多數都分為兩個階段
          (1):基本的硬件初始化(屏蔽所有的中斷,關閉處理器內部指令/數據cache等)。
          為第二階段準備RAM空間,如果是從某個固態存儲媒質中,則復制bootlodaer的第二階段代碼到RAM。
          設置堆棧。
          跳轉到第二階段的C程序入口點。
          (2):初始化本階段要使用的硬件設備。
          檢查系統內存映射。
          將內核映像和根文件系統映像從flash讀到RAM。
          為內核設置啟動參數調用內核
          交叉編譯。
          (7) 重新創建glibc.
          如果在交叉編譯過程中出現錯誤,那么請檢查:
          版本選擇是否正確,以及是否安裝了相應的補丁;
          庫文件路徑設置是否正確;
          系統環境變量是否設置正確。
          第二步:編寫bootloader并移植到開發板上
          A:bootloader(引導加載程序)是系統加電后運行的段代碼。嵌入式系統中的bootloader相當于pc機中的bios。大多數bootloader都包含兩種不同的操作模式,一種是啟動加載(bootloading)模式,在這種模式下,bootloader從目標機上的某個固態存儲器設備上將操作系統加載到RAM中運行,整個過程并沒有用戶的介入。這種模式是bootloader的正常工作模式,另一種是下載(downloading)模式。在這種模式下,目標機上的bootloader將通過串口或網絡等通信手段從開發主機(host)上下載內核映像和根文件系統映像等到RAM中。然后可以再被bootloader寫到目標機上的固態存儲介質上。
          B:bootloader啟動大多數都分為兩個階段
          (1):基本的硬件初始化(屏蔽所有的中斷,關閉處理器內部指令/數據cache等)。
          為第二階段準備RAM空間,如果是從某個固態存儲媒質中,則復制bootlodaer的第二階段代碼到RAM。
          設置堆棧。
          跳轉到第二階段的C程序入口點。
          (2):初始化本階段要使用的硬件設備。
          檢查系統內存映射。
          將內核映像和根文件系統映像從flash讀到RAM
          為內核設置啟動參數調用內核

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