基于ARM的嵌入式Linux开辟平台
发布日期：2011-05-21
在举行嵌入式体系的开辟时，起首面对的困难便是怎样挑选一个得当本身的开辟平台。ARM系列处理惩罚处罚器是专门针对嵌入式配置筹划的，是如今布局嵌入式体系硬件平台的首选。本文将先容怎样挑选得当实际须要的嵌入式开辟平台，怎样构建实用的开辟环境，以及怎样迈出嵌入式Linux体系开辟的第一步。
选用指南
在举行嵌入式体系的开辟之前，起首必须要选择得当的开辟平台。敷衍经历丰富的开辟者来说，固然可以本身动手组装硬件，然后挑选切合的嵌入式Linux体系，将其移植到开辟平台上。但敷衍初学者来说，大概更好的步调是购买硬件厂商已经做好的开辟板，将精力会合在应用步调的开辟上。
固然ARM微处理惩罚处罚器有多达十几种的内核布局、几十个芯片生产厂家和浩繁的结果组合，但这也给宽大嵌入式开辟职员在确定方案时带来了肯定的困难。客观上讲，嵌入式系同一样通常都是量身打造的。开辟职员必须依据客户需求选择切合的软硬件平台，不然的话要么无法完成所恳求的结果，要么就会导致资源的浪费，挑选出一个切合的方案确实很不容易。初学者在做决定时没干系鉴戒下面的一些经
验。
ARM公司筹划了一系列的微处理惩罚处罚器内核布局，以适应差别应用范畴的须要。要是用户渴望利用Windows CE或标准Linux等利用体系来淘汰软件开辟时间，就须要选用ARM720T以上带有内存办理单位（MMU）的ARM芯片，如ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T等。但敷衍ARM7TDMI这类没有MMU的微处理惩罚处罚器来说，只能运行像UcLinux那样不须要MMU支持的利用体系，而无法运行标准的Linux。
微处理惩罚处罚器的变乱频率在很大程度上决定了其运算本领的曲折。ARM7系列微处理惩罚处罚器的典范处理惩罚处罚速率为0.9MIPS/MHz，常见的ARM7芯片的体系主时钟为20MHz到133MHz；ARM9系列微处理惩罚处罚器的典范处理惩罚处罚速率为1.1MIPS/MHz，常见的ARM9芯片的体系主时钟为100MHz到233MHz；ARM10系列微处理惩罚处罚器的典范处理惩罚处罚速率为1.25MIPS/MHz，当时钟频率则可以高达400MHz。差别ARM芯片对时钟的处理惩罚处罚各不雷同。有些芯片只有一个主时钟频率，而有些芯片的内部时钟控制器则可以分别为ARM核、USB、UART和DSP等结果部件提供差别频率。
大多数ARM微处理惩罚处罚器片内存储器的容量都不大，须要用户在筹划嵌入式体系时扩充外部存储器。
除了ARM微处理惩罚处罚器核之外，险些全部的ARM芯片都根据各自差别的应用范畴扩展了相应的结果模块，并集成在芯片之中，从而形成了片表里围电路，如USB接口、I/O接口、RTC和LCD控制器等。嵌入式体系的开辟职员应该尽大概运用这些外围电路，来实现体系所恳求的结果。如许既可以简化体系的筹划，同时又可以大概进步体系的可靠性。
为嵌入式体系挑选切合的硬件平台是一件很巨大的变乱。以上给出的只是一些底子的原则，实际应用当中还要根据环境机动确定。笔者在展开对嵌入式Linux的研究和开辟之时，颠末比较和辨别，选用了一款基于S3C4510B处理惩罚处罚器的开辟板。它是由三星公司推出的一款具有很高性价比的16/32位RISC微控制器，采取的是ARM公司提供的ARM7TDMI RISC处理惩罚处罚器核。由于它具有高性能、低功耗等长处，因此分外得当于对价格和功耗比较敏感的应用场合，如手持配置、网络通讯和财产控制等。
S3C4510B整个开辟板的布局大抵如图1所示。
图1 基于S3C4510B的开辟板框图
快速入门
下面就来一睹嵌入式Linux的芳容。要是用户的开辟板是由专门的硬件厂商提供的，一样通常来说都市预装一个嵌入式利用体系，如Windows CE、Palm OS或Linux等。此处先容的S3C4510B开辟板预装的是嵌入式Linux。我们没干系借用它来以为一下嵌入式Linux的开辟要领。要是用户的开辟板是本身组装的，大概买来时预装的是别的的嵌入式利用体系，那么就须要本身动手来重新构建体系了。
正如前面先容过的，在开辟嵌入式体系时须要用到两个平台：一个是开辟平台（Host），另一个是目标平台（Target）。开辟平台通常用平常的PC机充当。它可以通过串行端口、并行端口和以太网等要领与目标平台相连，从而共同构成一个嵌入式体系的底子开辟环境。敷衍嵌入式Linux体系来说，最大抵的开辟环境只须要用到宿主机、目标板和串行连接线。
它们之间的连接如图2所示。
图2 最大抵的开辟环境
当硬件连接好之后，接下去该做的便是要在宿主机和目标板之间创建起连接。这须要在宿主机上运行一个终端仿真步调。Linux下终端仿真步调非Minicom莫属。Minicom是一个界面友爱，并且容易利用的串口通讯步调，利用它可以很方便地对串行端口举行监督或控制，是嵌入式Linux开辟环境中非常告急的一个构成部分。轻微相识串行通讯的人都知道，举行串行通讯时比较贫苦的是通讯参数的设置。幸亏Minicom提供了非常友爱的配置界面，通过实行下面的下令将进入Minicom的配置界面。
从菜单中选择Serial port setup项，进入串行端口配置界面。然后用户根据所用开辟板的细致环境，选择正确的串行配置文件、波特率、数据位、克制位、奇偶校验位、硬件流控制和软件流控制参数。在图4中选择的参数代表利用串口1（/dev/ttyS0）、波特率为19200bps、数据8位、无奇偶校验位、克制1位、无硬件流控制和无软件流控制。
在设置好串行通讯的参数之后，重新返回到Minicom的主配置界面；然后选择Save setup as dfl项生存当前配置值；再选择Exit from Minicom项退出Minicom。
要是齐备正常，下面就可以通过Minicom来与开辟板创建起正常的通讯了。起首实行如下下令再次进入Minicom：
# minicom
然后接通开辟板上的电源，大概按下开辟板上的复位键，就可以在Minicom中监督到开辟板上嵌入式Linux体系确当 前运行状态。可以将Minicom想象成是开辟板上嵌入式Linux体系的一个假造终端，也便是说在Minicom中输入的全部属令都将交由开辟板上的嵌入式Linux体系来举行处理惩罚处罚。
小结
构建嵌入式体系的紧张任务是明白它到底要做些什么。用途决定了嵌入式体系的整个活动模式和体系布局，同时也决定了它所应该采取的硬件平台和软件平台。为嵌入式体系挑选目标平台必须审慎，由于这连累到有没有好的开辟环境和技能支持，肯定要根据实际环境来挑选切合的处理惩罚处罚器、切合的开辟板和切合的开辟环境。在开辟嵌入式体系时请始终牢记一点，用户需求永世是嵌入式体系的“第一推动力”。
ARM处理惩罚处罚器简介
ARM（Advanced RISC Machines）公司位于英国剑桥，紧张业务是筹划16位和32位的嵌入衰落处理惩罚处罚器。但它本身并不生产和贩卖芯片，而是采取技能授权的要领，让别的半导体制造商举行ARM微处理惩罚处罚器的制造。
采取RISC布局的ARM处理惩罚处罚用具有如下一些典范的特点：体积小、功耗低、资源廉、性能高；支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集；寄存器数量浩繁，指令实行速率快；绝大多数据利用都在寄存器中完成；寻址要领机动大抵，实行屈从高；采取牢固长度的指令格局。
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