构件化嵌入式Linux操作系统配置模型的研究.pdf

构件化嵌入式Linux 操作系统配置模型的研究 熊松，李朔，胡桂娇 华东交通大学信息工程学院，江西南昌（330013 ） E-mail：hotxiongsong@ 摘 要：嵌入式操作系统的引入极大地提高了嵌入式系统的功能，方便了嵌入式应用软件的 设计。但是由于嵌入式应用系统需求的多样性，导致嵌入式操作系统的开发成为一项复杂的、 耗时的工作。针对这种弊端，本文提出了一种基于嵌入式Linux 操作系统的构件化配置模型， 并通过该模型实现了一种嵌入式Linux 操作系统配置器。 关键词：嵌入式，Linux ，构件化 中图分类号：TP316.2 1. 引言 嵌入式操作系统的引入极大地提高了嵌入式系统的功能，方便了嵌入式应用软件的设 计，但相应的也占用了宝贵的嵌入式系统资源。同时，因为嵌入式应用系统配置差别较大， I/O 操作也没有标准化，这部分驱动软件常常由应用程序提供，这就要求在开发环境中能够 对用户选定的实时操作系统进行剪裁和扩展，并和应用程序绑定在一起生成一套可运行在目 标环境下的应用系统。所以针对不同应用需求裁减掉不需要的操作系统模块，配置特定的嵌 入式操作系统是降低系统硬件成本，减少系统资源消耗，提高系统灵活性的关键。 由于嵌入式操作系统一般使用汇编语言、C 语言进行开发，所以极少数嵌入式操作系统 能够遵循构件化的开发形式，可以说，嵌入式操作系统开发还是停留在手工作坊式的开发方 式上。本文中的构件化嵌入式操作系统使得操作系统的配置能够实现工程化、工厂化生产。 采用构件化、模块化的设计思想，以“搭积木” 的方式构造操作系统，因而形成完全自由的、 [1] 可配置的操作系统 。 文中提出一种嵌入式Linux 操作系统配置模型，主要面向源码级构件，通过工程化的思 想，将零散的源码构件组装成完整的嵌入式操作系统。源码级构件不仅可以生成系统内核， 还可以生成动态库文件（二进制构件），便于动态加载。 2. 构件化嵌入式操作系统的优势 1）可以动态加载构件 动态加载构件是因特网时代嵌入式操作系统的必要功能。新一代嵌入式产品，不能再像 以前那样由厂家将所有的功能都做好后固定在产品里，需要根据应用的需要动态地加载构 件。 2 ）灵活的模块化结构，便于移植和剪裁 可以很容易定制成为针对不同硬件配置的紧凑高效的嵌入式操作系统。在开发阶段，完 全可以根据具体硬件的变更轻松得添加或删除某些功能模块以适应新的硬件环境。 3 ）嵌入式软件开发商容易建立自己的构件库 在不同开发阶段开发的操作系统构件，其成果很容易被以后的开发所共享，保护软件开 发投资。软件复用使得系列产品的开发更加容易，缩短新产品开发周期。 4 ）容易共享第三方软件开发商的成果 面向行业的构件库的建设，社会软件的丰富，使得设备厂家不必亲自开发所有的软件， 可以充分利用现有的软件资源，充分发挥自己的专长为自己的产品增色。 - 1 - 3. 构件化嵌入式Linux操作系统配置模型 嵌入式Linux 操作系统实际上是一个功能齐全的、硬件联系紧密的、高效稳定的、长时 间驻留运行的软件系统。同时，Linux 操作系统又是完全开放源代码的软件集合体，在符合 GPL （General Public License ）协议的情况下可以通过配置裁减源代码的方式灵活地生成所 需的操作系统。要高效、合理、准确地完成操作系统功能的配置组合和应用优化，必需按照 规范的、工程化的模型进行开发和配置[2] 。 本文提出的构件化嵌入式 Linux 操作系统配置模型是以抽象功能模块作为操作系统配 置的基本单位，在此基础上生成相应的配置文件，并最终形成操作系统。 3.1 模型概述 如图1 所示，虚线框表示建立的嵌入式Linux 操作系统配置模型，上方的实线框是选择 配置的操作系统功能抽象模块，作为操作系统配置模型的输入。下方的实线框是相关配置文 件，表示输出的配置生成结果。