基于ARM的嵌入式Linux平台研究.docx

基于 ARM 的嵌入式 Linux 平台研究 摘要 : 介绍基于 ARM 的嵌入式 Linux 系统平台的系统 硬件系统构架 ,软件系统的组成和主要功能模块的实现。 由于 本系统采用的 S3C2440 ARM9 芯片具有较高性能和丰富的外 围接口资源 ,因此具有控制能力强 ,硬件结构简单 ,方便功能扩 展等优点 ,在控制系统中有较高的实用价值。 关键词 : 嵌入式系统 ;Linux;S3C2440 中图分类号 :TP3 文献标识码 :A 文章编 号:1671-7597(2010)0610166-01 0 引言 随着计算机技术的发展 ,嵌入式系统已成为计算机领域 的一个重要组成部分。 由于嵌入式系统应用的场合日趋复杂 只使用嵌入式控制器控制将难以满足要求 ,所以嵌入式操作 系统得到了飞速的发展。 本文拟采用 RISC 体系结构的 ARM 处理器扩展外设及 存储器等作为硬件平台 ;采用功能强大 ,易于移植的嵌入式 Linux 作为系统软件平台便于有效管理内存、实现多任务编 程,是对市面上较多以 8 位、 16 位机为主控 CPU 的控制器的 发展进步。 嵌入式 Linux 系统的特点 Linux 是一套类 Unix 的操作系统 ,具有 Unix 系统的程序 接口和操作方式 ,也继承了 Unix 稳定和高效率的特点。目前 内核已发展到 2.6 版本。 Linux 内核遵循开放系统互连 (OSI:OpenSystem Interconnect) 国际标准 ,凡遵循该标准开发的硬件和软件 ,都能 彼此兼容 ,方便程序移植到其它系统平台。 其次 ,Linux 具有良 好的用户界面。 传统用户界面是基于文本的命令行界面 ,有很 强的程序设计能力 ,系统调用是给用户提供编程时使用的界 面,用户可以在编程时直接使用系统提供的系统调用命令。 完 善的内置网络是 Linux 的一大特点 ,Linux 在通信和网络功能 方面优于其他操作系统 ,为用户提供了完善的、 强大的网络功 能,这一点也是继承了 UNIX 的优良传统。 嵌入式 Linux 系统硬件架构及开发平台 本文采用的硬件平台是基于 ARM9 构架的嵌入式芯片 S3C2440A, 主频 533MHz, 支持 Linux,Wince 等操作系统。此 外 ,外接了 64M RAM,64M Flash, 以太网控制芯片 CS8900A 。外围接口配有以太网口、 RS232,USB 等以便为建立交叉开发环境做好通讯、 调试等方 面的准备 ;配置 LCD, 触摸屏等以便实现人机交互系统。 硬件设计分为系统电路和功能电路两部分 ,系统电路为 S3C2440A 运行操作系统提供最小系统 ;功能电路提供各种接 口实现控制器功能需求 系统电路主要包括 :电源电路、复位电路、时钟电路、存 储器扩展和 JTAG 接口。 为了流畅运行操作系统 ,本文在存储 器扩展部分选用 2M NOR Flash 存储启动代码和操作系 统,64M NAND Flash存储文件系统和应用程序代码。前者选 用AMD 公司的 AM29LV160DB(1Mb X 16),后者用三星的 K9F1208U0A(64Mb X 8)。 功能电路主要包括 :液晶、触摸屏电路、 以太网接口电路、 USB Host 接口电路等。主要提供人机交互系统，网络链接,usb设备 链接的功能。 嵌入式 Linux 系统软件的设计 在开发系统前 ,必须安装 Linux 操作系统。 然后在宿主机 即 PC 机上建立交叉开发环境 ,安装交叉编译器 cross_2.953tar.bz2。然后编译 ARM Linux 内核，在 Linux 的 终端下 ,先进入 ARM Linux 内核源代码的目录下 ,执行 make menuconfig 命令就会出来内核配置主界面。在配置内核的时 候可以静态的把 CS8900A 芯片、 LCD 、触摸屏以及 U 盘支 持的驱动加入内核。 保存对内核的设置后退出 ,然后在命令行 下输入 : #make dep 建立整个内核程序间的依赖关系 #make zImage 编译内核为 zImage 模式 编译完成后 ,在 arch/arm/boot 目录下将生成 ARM Linux 内核映像文件zlmage。这就是要下载到硬件系统的内核映像 文件。此内核包含了上述的以太网、 LCD 等模块 ,为下面设 计提供了必需的系统软件功能。 上位机软件的具体实现功能 通过以太网口可以实现远程控制 ,LCD 、触摸屏提供人机交互 界面,通过 USB 接口实现 U 盘读取数据等。 在应用程序开发上 ,系统的软件模块主要实现 U 盘读写、 键盘和触摸屏控制、液晶屏图形驱动显示、断电数据保护、 内存管理和串口通讯 ,以太网通讯等。 操作系统的移植以及扩 展,辅助开