嵌入式linux系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

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1、嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用摘要：嵌入式系統(tǒng)是先進的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)以及各種具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物，是技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的新型集成知識系統(tǒng)。本文主要分析嵌入式Linux系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的特點；概述其開發(fā)過程和所面臨的挑戰(zhàn)；闡述嵌入式Linux的發(fā)展和應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)引言近年來，隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及和3C（計算機、通信、消費電子）合一的加速，微型化和專業(yè)化成為發(fā)展的新趨勢，嵌入式產(chǎn)品成為信息產(chǎn)業(yè)的主流。Linux從1991年問世到現(xiàn)在，短短的十幾年時間已經(jīng)發(fā)展成為功能強大、設(shè)計完善的

2、操作系統(tǒng)之一；可運行在X86、Alpha、Sparc、MIPS、PPC、Motorola、NEC、ARM等多種硬件平臺，而且開放源代碼，可以定制；可與各種傳統(tǒng)的商業(yè)操作系統(tǒng)分庭抗?fàn)?。越來越多的企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)都轉(zhuǎn)向嵌入式Linux的開發(fā)和研究上，在新興的嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)也獲得了飛速發(fā)展。１、嵌入式系統(tǒng)的基本知識嵌入式系統(tǒng)是集軟、硬件于一體的可獨立工作的“器件”。嵌入式系統(tǒng)的硬件部分包括處理器／微處理器、存儲器及外設(shè)器件和Ｉ／Ｏ端口、圖形控制器等。這種系統(tǒng)有別于一般的計算機處理系統(tǒng)，它不像硬盤那樣有大容量的存儲介質(zhì)，而大多使用Ｅ-ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ或閃存ＦｌａｓｈＭｅｍｏｒｙ

3、作為存儲介質(zhì)。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件要求實時和多任務(wù)操作和應(yīng)用程序編程。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為；而操作系統(tǒng)則控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。嵌入式計算機系統(tǒng)同通用型計算機系統(tǒng)相比，具有以下特點：１）嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的，嵌入式ＣＰＵ與通用型的最大不同就是，嵌入式ＣＰＵ大多工作在為特定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中，它通常都具有低功耗、小體積、高集成度等特點，能夠把通用ＣＰＵ中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計趨于小型化，因此，器件的移動能力大大增強，同時跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來越緊密。２）嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效地設(shè)計，量體裁衣、去除冗余，

4、力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中對處理器的選擇更具有競爭力。３）因為嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機地結(jié)合在一起，它的升級換代也和具體產(chǎn)品同步進行，所以，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進入市場，一般都具有較長的生命周期。４）為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機之中，而不是存貯于磁盤等載體中。嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力，即使在設(shè)計完成后，用戶也不能對其中的程序進行修改，而是必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā)。2、嵌入式Linux的特點　　嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適用于系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、功耗嚴(yán)

5、格要求的專用計算機系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。實時性是嵌入式系統(tǒng)的基本要求，其次，還要求代碼小，速度快，可靠性高。嵌入式Linux（EmbeddedLinux）是指對Linux經(jīng)過裁剪小型化后，可固化在存儲器或單片機中，應(yīng)用于特定嵌入式場合的專用Linux操作系統(tǒng)。嵌入式Linux的開發(fā)和研究已經(jīng)成為目前操作系統(tǒng)領(lǐng)域的一個熱點。與其它嵌入式操作系統(tǒng)相比，Linux的特點如下。1．開放性是指系統(tǒng)遵循世界標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，特別是遵循開放系統(tǒng)互聯(lián)（OSI）國際標(biāo)準(zhǔn)。凡遵循國際標(biāo)準(zhǔn)所開發(fā)的硬件和軟件，都能彼此兼容，可方便地實現(xiàn)互聯(lián)。Linux采用GPL授權(quán)，除了把源代碼公開以外，任何人都可以自由使用、修改

6、、散布；而Linux核心本身采用模塊化設(shè)計，讓人很容易增減功能，由于Linux具有這樣高的可伸縮性，所以可以調(diào)出最適合我們硬件平臺的核心出來。2．多用戶是指系統(tǒng)資源可以被不同用戶各自擁有并使用，即每個用戶對自己的資源有特定的權(quán)限，互不影響。Linux和UNIX都具有多用戶的特性。3．多任務(wù)是現(xiàn)代計算機最主要的一個特點。它是指計算機同時執(zhí)行多個程序，而且各個程序的運行互相獨立。Linux系統(tǒng)調(diào)度每一個進程平等地訪問微處理器。由于CPU的處理速度非?？?，其結(jié)果是，啟動的應(yīng)用程序看起來好像在并行運行。4．穩(wěn)定性強，Linux不屬于任何一家公司，但它卻擁有全世界愿意投入自由軟件的開發(fā)人員。在

7、全球各處都有無數(shù)的人參與Linux核心的改進、調(diào)試與測試，也正因此造就了穩(wěn)定度高的Linux。所以，Linux雖不是商業(yè)的產(chǎn)物，但它的質(zhì)量卻不遜于商業(yè)產(chǎn)品。5．設(shè)備獨立性，是指操作系統(tǒng)把所有外部設(shè)備統(tǒng)一當(dāng)做文件來看待，只要安裝它們的驅(qū)動程序，任何用戶都可以像使用文件一樣，操縱、使用這些設(shè)備，而不必知道它們的具體存在形式。另外，由于用戶可以免費得到Linux的內(nèi)核源代碼，因此，用戶可以修改內(nèi)核源代碼，以便適應(yīng)新增加的外部設(shè)備。6．提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)功能完善的內(nèi)