linux嵌入式应用浅析

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1、Linux嵌入式应用浅析摘要：嵌入式系统的开发与研究已成为当前的一个热点，Linux由于其独有的优势而成为很多厂家开发嵌入式应用的系统，而ARM作为一种高性能、低成本的嵌入式RJsC微处理器，已成为应用最广泛的嵌入式处理器．关键词：嵌入式系统；Linax嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。Linux由于其自身的特性，几乎是天然地适合于嵌入式系统，是目前最具商业前景的Linux应用，越来越多的企业和研发机构都转向嵌入式Linux的开发和研究上，使得Linux在嵌入式领域的应用方兴未艾。1．嵌入式Linux的特

2、点1.1Linux系统是模块化结构且内核完全开放Linux是由很多体积小且性能高的微内核系统组成，对Linux经过小型化裁剪后，能够固化在容量仅有几十万字节的存储器芯片或单片机中，应用于特定嵌入式场合的专用Linux操作系统。在开源的前提下，用户可以根据实际应用需要方便地进行裁减，从而低成本地设计和开发出满足自己需要的嵌入式系统，这符合嵌入式产品根据需要定制的要求。1.2强大的X络支持功能Linux支持所有标准Inter协议，并可利用Linux的X络协议栈将其开发成嵌入式的TCP/IPX络协议栈；Linux还支持ext2、ext3fat16、fat32、romfs等多种文件系统，为开

3、发嵌入式系统奠定了很好的基础。1.3较强的可移植性Linux具备一整套工具链，容易自行建立嵌入式系统的开发环境和交叉运行环境，可以跨越嵌入式系统开发中仿真工具的障碍。Linu也符合IEEEPOSIX.1标准，具有较好的可移植性［3］。在内核代码完全开放的前提下，不同领域和不同层次的用户可以根据自己的应用需要很容易地对内核进行改造，在低成本的前提下，设计和开发出真正满足自己需要的嵌入式系统。1.4Linux具有广泛的硬件支持特性与Unix相类似，Linux以内核为基础，完全的内存保护，多任务多进程，使得它适合嵌入式系统中比较复杂的应用。支持广泛的计算机硬件，包括:X86,ARM,NEC

4、,MOTOLORA等大部分芯片，支持各种主流硬件设备和最新硬件技术，甚至可在没有存储管理单元的处理器上运行。强大的X络支持和功能广泛的硬件支持使嵌入式Linux具有更广泛的应用前景。2．嵌入式驱动程序开发流程嵌入式Linux系统驱动程序开发与普通Linux区别在于编译时需进行交叉编译。嵌入式设备由于硬件种类丰富,在缺省的内核发布版中不一定包括所有驱动程序,可以在硬件生产厂家或者Inter上寻找驱动程序,如果找不到,可以根据一个相近硬件的驱动程序来改写,这样可加快开发速度。实现一个嵌入式Linux设备驱动的大致流程如下:(1)定义主、次设备号,也可以动态获取;(2)实现驱动初始化和清除

5、函数。如果驱动程序采用模块方式,则要实现模块初始化和清除函数;(3)设计所要实现的文件操作,定义file_operations结构;(4)实现所需的文件操作调用,如read、od命令加载;(7)用mknode生成设备文件。3．Linux嵌入式系统的开发模式嵌入式系统是资源受限系统，直接在嵌入式系统的硬件平台上编写软件比较困难。一般先在通用计算机上编写程序，然后通过交叉编译，生成目标平台上可运行的二进制代码，最后下载到目标平台上运行。具体步骤如下：3.1建立嵌入式Linux交叉开发环境交叉开发环境是指编译、链接和调试嵌入式应用软件的环境。它与运行嵌入式应用软件的环境有所不同，通常采用宿

6、主机/目标机模式。目前常用的交叉开发环境有开放式和商业化两种类型。开放式的典型代表是GNU工具链，目前已经能够支持x86、ARM、MIPS、PoentToolkit等。3.2交叉编译和链接编码完成后进行编译和链接，以生成可执行代码。通常会生成两种类型的可执行文件：用于调试的可执行文件和用于固化的可执行文件。由于开发过程大多是在Intel公司x86系列CPU的通用计算机上进行的，而目标环境的处理器芯片却大多为ARM、MIPS、Poonolithic结构，内核的所有部分都集中在一起且所有部件在一起编译连接。但在系统较大时体积也较大，与嵌入式系统容量小、资源有限的特点不符。要使嵌入式Lin

7、ux应用更加广泛，可将目前Linux的Monolithic内核结构中的一部分改造成MicroKernel结构，使Linux既有很好的实时性，又能满足嵌入式系统体积小的要求。4.3完善Linux的集成开发环境完整的嵌入式系统集成开发环境一般需提供的工具是：编译/连接器、内核调试/跟踪器和集成图形界面开发平台。其中集成图形界面开发平台包括编辑器、调试器、软件仿真器和监视器等。在Linux系统中，具有功能强大的gcc编译器工具链，使用了基于GNU的调试器gdb的