嵌入式系統(tǒng)開發(fā)：Arm與Linux的完美結(jié)合

嵌入式系統(tǒng)的定義應(yīng)當(dāng)是以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、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(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

比如現(xiàn)在ATM取款機(jī)就是一個(gè)典型RTOS,embedded os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(xiàn)在主要學(xué)習(xí)的路線是arm+linux，選擇arm主要是因?yàn)閍rm技術(shù)已經(jīng)比較成熟，選擇linux是因?yàn)閘inux是開源的，免費(fèi)的，另外如果學(xué)好了linux就算將來不搞嵌入式系統(tǒng)開發(fā)這塊，也可以專供linux服務(wù)器這一方面。

學(xué)習(xí)嵌入式linux，主要做的就是四點(diǎn)，一點(diǎn)就是寫bootloader,并移植到到nand flash上，第二點(diǎn)，編譯kernel,并通過bootloader下載到nand flash上，第三點(diǎn)，在基于nand flash上建立文件系統(tǒng)，第四點(diǎn)，把寫好的應(yīng)用程序下載到target上。基本流程就是這么下來的，具體到開發(fā)板上時(shí)可能就有所差別了，下邊就以深圳優(yōu)龍公司的fs2410為目標(biāo)板具體的上述一下開發(fā)的流程，以及在開發(fā)中應(yīng)注意的問題。

第一步：交叉編譯環(huán)境的建立

A: 基于linux操作系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境一般是由目標(biāo)系統(tǒng)硬件（開發(fā)板）和宿主pc機(jī)所構(gòu)成。目標(biāo)硬件開發(fā)板用于運(yùn)行操作系統(tǒng)和系統(tǒng)應(yīng)用軟件。而目標(biāo)板所用到的操作系統(tǒng)的內(nèi)核編譯、應(yīng)用程序的開發(fā)和調(diào)試則需要通過宿主pc機(jī)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(wǎng)接口建立連接關(guān)系。安裝linux os，比如redhao linux 9.0,可以采用默認(rèn)安裝（但要包含ftp服務(wù)），將該linux服務(wù)器接入局域網(wǎng)，其他的pc機(jī)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(tǒng)內(nèi)核源碼

（4）gnu編譯工具，可由相關(guān)網(wǎng)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(gè)比較固定的步驟，會根據(jù)Makefiel文件的不同而略有差異，可參考相關(guān)文檔，按固定的步驟編譯內(nèi)核完成以后，會在相應(yīng)目錄生成可執(zhí)行的二進(jìn)制文件,通過ftp傳到pc機(jī)上，熱后通過串口或網(wǎng)絡(luò)下載到開發(fā)板上。

B：（1） 創(chuàng)建編譯環(huán)境，在這個(gè)過程中，將設(shè)置一些環(huán)境變量，創(chuàng)建安裝目錄，安裝內(nèi)核源代碼和頭文件等。

（2） 創(chuàng)建binutils.在這個(gè)過程結(jié)束后，會創(chuàng)建類似arm-linux-ld等工具。

（3） 創(chuàng)建一個(gè)交叉編譯版本的gcc,注意：在這個(gè)過程中，只能編譯c程序，而不能編譯c++程序。

（4） 創(chuàng)建一個(gè)交叉編譯版本的glibc，這里最容易出問題。

（5） 創(chuàng)建一個(gè)交叉編譯版本的gdb。這個(gè)過程結(jié)束后，會創(chuàng)建arm-linux_gdb

（6） 重新創(chuàng)建gcc。前面創(chuàng)建gcc的過程沒有編譯c++編譯器，現(xiàn)在glibc已經(jīng)準(zhǔn)備好了，所以這個(gè)步驟將完善gcc的交叉編譯。

（7） 重新創(chuàng)建glibc.

如果在交叉編譯過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么請檢查：

版本選擇是否正確，以及是否安裝了相應(yīng)的補(bǔ)?。?

庫文件路徑設(shè)置是否正確；

系統(tǒng)環(huán)境變量是否設(shè)置正確。

第二步：編寫bootloader并移植到開發(fā)板上

A：bootloader（引導(dǎo)加載程序）是系統(tǒng)加電后運(yùn)行的第一段代碼。嵌入式系統(tǒng)中的bootloader相當(dāng)于pc機(jī)中的bios。大多數(shù)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(biāo)機(jī)上的某個(gè)固態(tài)存儲器設(shè)備上將操作系統(tǒng)加載到RAM中運(yùn)行，整個(gè)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(biāo)機(jī)上的bootloader將通過串口或網(wǎng)絡(luò)等通信手段從開發(fā)主機(jī)（host）上下載內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像等到RAM中。然后可以再被bootloader寫到目標(biāo)機(jī)上的固態(tài)存儲介質(zhì)上。

B：bootloader啟動大多數(shù)都分為兩個(gè)階段

（1）：基本的硬件初始化（屏蔽所有的中斷，關(guān)閉處理器內(nèi)部指令/數(shù)據(jù)cache等）。

為第二階段準(zhǔn)備RAM空間，如果是從某個(gè)固態(tài)存儲媒質(zhì)中，則復(fù)制bootlodaer的第二階段代碼到RAM。

設(shè)置堆棧。

跳轉(zhuǎn)到第二階段的C程序入口點(diǎn)。

（2）：初始化本階段要使用的硬件設(shè)備。

檢查系統(tǒng)內(nèi)存映射。

將內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像從flash讀到RAM。

為內(nèi)核設(shè)置啟動參數(shù)調(diào)用內(nèi)核。