嵌入式课程设计有操作系统的嵌入式.docx

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嵌入式课程设计有操作系统的嵌入式

有操作系统的嵌入式

软

件

系

统

开

发

院（系）名称信息工程学院

专业班级

学号

学生姓名

指导教师

2014/6/8

摘要

本文主要概述嵌入式Linux系统与uCLinux系统的开发，uCLinux主要是针对目标处理器没有存储管理单元MMU的嵌入式系统而设计的。

uCLinux是一种优秀的嵌入式Linux版本，它秉承了标准Linux的优良特性，经过各方面的小型化改造，形成了一个高度优化的、代码紧凑的嵌入式Linux。

虽然它的体积很小，却仍然保留了Linux的大多数的优点：

稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、对各种文件系统完备的支持和标准丰富的API。

关键词：

Linux，uCLinux，稳定

ABSTRACT

ThisarticlemainlyoverviewofembeddedLinuxsystemwithuCLinuxsystemdevelopment,uCLinuxismainlyaimedatthetargetprocessorisnotstoredmanagementunitofMMUdesignedanembeddedsystem.UCLinuxisanexcellentembeddedLinuxversion,itinheritstheexcellentcharacteristicsofstandardLinux,throughallaspectsoftheminiaturization,formedahighlyoptimized,compactcodeembeddedLinux.Althoughitssmallsize,stillretainstheLinuxmostoftheadvantages:

stability,goodportability,goodnetworkfunction,supportforvariousfilesystemcompleteandstandardAPI.

Keywords：

Linux，uCLinux，stable

目录

1绪论1

1.1设计的目的1

1.2设计的内容1

2Linux操作系统和uCLinux操作系统简介1

2.1Linux操作系统简介1

2.2uCLinux操作系统简介2

3有操作系统的嵌入式系统软件开发2

4开发环境的建立3

4.1建立主机Linux平台3

4.2安装RedHat4

4.3安装VMwaretool5

4.4安装共享目录5

4.5安装交叉编译6

5uCLinux的编译6

5.1编译uCLinux步骤6

5.2生成imaga.rom文件6

总结7

致谢8

参考文献9

1绪论

1.1设计的目的

对有操作系统的嵌入式系统软件开发需要在uCLinux操作系统内建立核编译环境，在开发的过程中要对uCLinux内核编译步骤、编译好的内核下载到系统运行的步骤和对uCLinux多任务编程与自启动等步骤进行熟悉和掌握[1]。

能更好的学习32位嵌入式系统，在本次课程设计中希望能深入学习有操作系统的嵌入式系统软件开发流程；在学习的过程中需要掌握Linux操作系统和uCLinux操作系统的一些基本知识，然后对Linux操作系统的VI编辑器和gcc编译器的用法要熟悉。

这次的课程设计可以拓展与加深学生对已学过的理论知识的理解，从而掌握比较全面的专业知识；进一步熟悉嵌入式系统软件系统开发流程，更深刻的理解嵌入式系统原理和相关接口电路的实现。

1.2设计的内容

首先是对嵌入式的Linux系统以及uCLinux系统进行理论上的了解，掌握这两个系统的功能，为进一步熟悉嵌入式系统软件开发流程，需更深刻地理解嵌入式系统原理和相关接口以及电路的实现过程。

最后按照要求撰写课程设计报告。

2Linux操作系统和uCLinux操作系统简介

2.1Linux操作系统简介

Linux操作系统是UNIX操作系统的一种克隆系统。

它诞生于1991年的10月5日（这是第一次正式向外公布的时间）。

以后借助于Internet网络，并经过全世界各地计算机爱好者的共同努力下，现已成为今天世界上使用最多的一种UNIX类操作系统，并且使用人数还在迅猛增长。

Linux这个词本身只表示Linux内核，但在实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU工程各种工具和数据库的操作系统（也被称为GNU/Linux）。

基于这些组件的Linux软件被称为Linux发行版[2]。

一般来讲，一个Linux发行套件包含大量的软件，比如软件开发工具，数据库，Web服务器（例如Apache），XWindow，桌面环境（比如GNOME和KDE），办公套件（比如OpenOffice.org）等。

2.2uCLinux操作系统简介

uCLinux表示micro-controllinux.即“微控制器领域中的Linux系统”，是Lineo公司的主打产品，同时也是开放源码的嵌入式Linux的典范之作。

uCLinux主要是针对目标处理器没有存储管理单元MMU（MemoryManagementUnit）的嵌入式系统而设计的。

它已经被成功地移植到了很多平台上。

由于没有MMU，其多任务的实现需要一定技巧

uClinux是众多Linux嵌入式版本中的一种，主要针对目标处理器中没有存储管理单元MMU的嵌入式系统而设计。

它秉承了标准Linux的优良特性，经过多方面的小型化改造，形成了一个高度优化的、代码紧凑的嵌入式Linux。

uCLinux保留了Linux具有的稳定良好的移植性、优秀的网络功能、对各种文件系统完备的支持和标准丰富的API等优点。

编译后的目标文件大小仅为几百KB，已成功移植到许多嵌入式系统平台上。

uCLinux是一种优秀的嵌入式Linux版本，是micro-Conrol-Linux的缩写。

它秉承了标准Linux的优良特性，经过各方面的小型化改造，形成了一个高度优化的、代码紧凑的嵌入式Linux。

虽然它的体积很小，却仍然保留了Linux的大多数的优点：

稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、对各种文件系统完备的支持和标准丰富的API。

3有操作系统的嵌入式系统软件开发

嵌入式软件开发总体的流程，它同通用计算机软件开发一样，分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。

其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一，故没有分开画出，。

嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分，比如在需求分析阶段，可以选择IBM的RationalRose等软件，而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior（下面要介绍的ADS的一个工具）等，在调试阶段所用的Multi-ICE等[4]。

同时，不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具，比如Vxworks有集成开发环境Tornado，WindowsCE的集成开发环境WindowsCEPlatform等。

此外，不同的处理器可能还有对应的开发工具，比如ARM的常用集成开发工具ADS、IAR和RealView等等。

在这里，大多数软件都有比较高的使用费用，但也可以大大加快产品的开发进度，用户可以根据需求自行选择。

嵌入式系统软件开发流程图如图1所示。

图1嵌入式系统软件开发流程图

4开发环境的建立

4.1建立主机Linux平台

（1）在上安装并运行VMware，选择NewVitualMacthine命令新建虚拟机，选择Custom自定义选项，构建一个虚拟系统如图2所示。

图2构建一个虚拟系统

（2）单击“下一步”按钮，选择Linux版本为RedHatLinux，为操作系统选择名字和安装路径，选择linux系统如图3所示。

图3选择linux系统

4.2安装RedHat

（1）先将ISO文件装载进Linux的光驱，在图4-6中选择CDROM选项双击后，选择硬盘中的iso安装文件，进行系统的正式安装如图4所示。

图4进行系统的正式安装

（2）在虚拟机软件中执行Startthisvirtulmachine，系统启动Linux安装程序。

4.3安装VMwaretool

由于光驱文件是不可写的，因此需要将VMwaretool-5.5.1-19175.tar.gz复制到可写目录里，再输入命令#tarxzvfVMwaretool-5.5.1-19175.tar.gz解压到当前目录，下的VMwaretool-distrib文件夹中，运行VMware-install.pl文件开始安装，相应工具安装如图5所示。

图5相应工具安装

4.4安装共享目录

由于Linux与windows采用不同的文件系统，一般在Linux下无法直接访问windows的硬盘分区，而以后的实验需要在Linux和windows质检进行文件交换，因此必要在Linux虚拟机和windows主机之间建立一个共享文件，设置共享文件目录如图6所示。

图6设置共享文件目录

4.5安装交叉编译

交叉编译工具的安装步骤

首先将arm-elf-tools-20030314.sh复制到共享文件夹，然后在Linux系统中通过共享文件夹将其复制到Linux文件夹中，（在终端运行命令：

#shARM-elf-tools-20030314.sh）最后交叉编译环境安装完毕。

5uCLinux的编译

5.1编译uCLinux步骤

（1）输入makemenuconfig配置命令；

（2）厂商产品选择（vendor/product）Samsung/s3c4510B；

（3）Linux内核选择（vendor/product）Linux-2.4.x；

（4）库函数选择uc-libc，如图5-1和5-2所示；

（5）内核设置；

（6）厂商/用户设置；

（7）编译uCLinux。

5.2生成imaga.rom文件

生成可烧写flash的rom程序如图7所示

图7生成可烧写flash的rom程序

虽然在无操作系统时，也可以通过中断、查询等手段实现多个任务同时运行，但在操作系统下能更容易地实现和管理多个任务，操作系统下的单任务和多任务程序的开发流程是相同的，而且有丰富的库函数支持，开发难度更低，程序也具有更强的可移植性和可重用性

总结

通过这次课程设计，我学会了Linux操作系统和uCLinux操作系统的基本编程方法，对Linux操作系统和uCLinux操作系统的工作原理以及操作方法也有了进一步的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的编程和开发软件的素质。

在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序加载到计算机中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

通过解决在调试中出现的问题，我们对有操作系统的嵌入式系统软件开发的理解得到更深的理解，也看到了实践与理论的差距。

通过本次设计，通过理论联系实际，让我提升了课题开发设计的能力。

既让我懂得了怎样把理论应用于实际，又让我懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。

致谢

这次的嵌入式作业已接近尾声，在此次作业过程中，首先要十分感谢我老师上课的精心讲解，以及老师提出的宝贵意见，在同学的帮助下，我成功完成了此次作业，并对我们的嵌入式课程，有了更多的了解，同时明白了实践的重要性，以及感悟到要想更好的发展一项电子产品就必须要做好充分的市场调查，对该产品的结构特点，工作原理有充分的认识，并对其优缺点有所掌握。

最后，我感谢我们老师给我们安排此次嵌入式作业的任务，让我能够对所学的理论知识有了进一步的掌握，并对以后的工作有了一定的展望。

参考文献

[1]赵刚.32位ARM嵌入式系统开发技术—流程、技巧与实现[M].北京：

电子工业出版社，2008.

[2]李善平.Linux操作系统及实验教程[M].北京：

机械工业版社，1999.

[3]周立功.ARM嵌入式Linux系统构建与驱动开发范例[M].北京：

北京航空航天大学出版社，2005.

[4]赵刚.嵌入式系统中BootLoader的编译与移植[M].四川：

四川大学出版社，2007.

[5]赵刚，李作儒.电子信息专业实验教程[M].四川：

四川大学出版社，2005.

[6]田泽.嵌入式系统开发与应用实验教程[M].北京：

北京航空航天大学出版社，2004.