Linux操作系統在定制PMP DM320的應用

摘 要： Linux 是一種適合于嵌入式系統的開(kāi)源操作系統，可以高效地處理各種復雜的任務(wù)。從基于TI DM320的PMP 解決方案入手，以TI DM320 平臺為例，提出一種在PMP 系統上應用嵌入式Linux 的方法，探討了BootlOAder 啟動(dòng)程序和嵌入式Linux 內核的移植過(guò)程。

　　1 引言

　　PMP （Portable Multimedia Player,便攜式多媒體播放器），也就是通常人們所說(shuō)的MP4,現在是消費類(lèi)電子產(chǎn)品的一個(gè)新熱點(diǎn)[1].而TI 的解決方案是基于該公司的DM320 DSP,其處理器為DSP+ARM 雙核處理器架構，利用DSP 進(jìn)行音視頻編解碼和圖像編解碼等多媒體處理，ARM 處理器負責系統管理及提供外圍設備接口。該方案在多媒體性能與綜合成本方面極具競爭力。但是軟件編程相對復雜以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期較長(cháng)。

　　2 PMP軟件體系框架

　　PMP 軟件最底層是操作系統層，該層主要包括Bootloader 引導程序和嵌入式Linux 操作系統。

　　Bootloader 主要完成系統從Flash 的啟動(dòng)、硬件各部分的初始化、LOGO 的顯示以及OS 的引導；嵌入式Linux 主要包括經(jīng)過(guò)定制的適合在DM320 上運行的Linux 操作系統。

　　3 Bootloader引導程序的定制

　　3.1 DM320 下的Bootloader 的啟動(dòng)過(guò)程

　　Bootloader是指系統啟動(dòng)后，在操作系統內核運行之前運行的一段小程序。不同的Bootloader 的安裝介質(zhì)Flash,系統的啟動(dòng)過(guò)程是不一樣的。

　　1） 當安裝介質(zhì)為NOR Flash 時(shí)，Bootloader 就可以直接在 Flash 閃存內運行，不必把代碼拷貝到系統RAM 中。啟動(dòng)方式設置成外部Memory,這樣ARM的開(kāi)始地址就從0xFFFF:0000 開(kāi)始。然后在Bootloader 的程序中， 把入口地址設置成0xFFFF:0000 即可。

　　2） 當安裝介質(zhì)為NAND Flash 時(shí)，系統上電以后，運行ROM 里面的啟動(dòng)代碼，選擇啟動(dòng)方式為：

　　AIM（Arm Internal Memory）ROM,ARM 的開(kāi)始地址為0x0000:0000.然后ROM 里的程序會(huì )拷貝NANDFlash 里的User Bootloader 到處理器內部的RAM.

　　再次，執行User Bootloader 程序，完成初始化SDRAM 和驅動(dòng)NAND Flash 的讀能力等少量工作。

　　最后初始化系統，將NAND Flash 中的主Bootloader拷貝到SDRAM 中執行，拷貝完成后，要把存放主Bootloader 的內存地址， 賦值給pc（ProgramCounter）指針。

　　3.2 DM320 下Bootloader 啟動(dòng)程序的定制

　　本PMP 使用的Bootloader 為U-Boot.從Internet 上得到開(kāi)源的U-Boot 程序，然后對DM320特有硬件環(huán)境進(jìn)行初始化工作。

　　1） 修改Makefile 和Kconfig,目的是生成適合DM320 平臺的配置選項以及目標文件。在。/Makefile（當前目錄均為U-Boot 源碼樹(shù)根目錄）下加入如下語(yǔ)句：

　　dm320_config : unconfig

　　@./mkconfig $（@:_config=） arm arm926ejsdm320

　　其中mkconfig 為一個(gè)腳本文件， 參數為（Target,Architecture,CPU ,Board）分別對應上面的四個(gè)參數（$（@:_config=） arm arm926ejsdm320）。

　　2） 在U-Boot 源碼樹(shù)下創(chuàng )建文件夾。/board/dm320.存放與DM320 平臺有關(guān)的文件。

　　3） 在。/board/dm320/platform.S 中加入對DM320 寄存器初始化賦值語(yǔ)句， 在。/cpu/arm926ejs 中對cpu.c 和start.S 修改，前者提供有關(guān)cpu操作的函數，后者為cpu 執行時(shí)的初始化代碼。

　　4） ./lib_arm/board.c 是完成初始化操作的主要文件。在文件中定義了一個(gè)初始化序列：

　　init_fnc_t *init_sequence[] = {

　　cpu_init, /* basic cpu dependent setup */

　　board_init, /* basic board dependent setup */

　　interrupt_init, /* set up exceptions */

　　env_init, /* initialize environment */

　　init_baudrate, /* initialize baudrate settings */

　　serial_init,/* serial communications setup */

　　console_init_f, /*init console */

　　display_banner, /* say that we are here */

　　dram_init,/*configure available RAM banks */

　　display_dram_config,

　　#if defined（CONFIG_VCMA9）

　　checkboard,

　　#endif

　　NULL,

　　};

　　上述數組中函數序列依次執行。在完成初始化序列后，將是一些特定的操作。

4 Linux內核的定制

　　本系統中采用的Linux 內核版本號為2.6.5.要定制Linux 內核，不僅要修改內核源碼樹(shù)，而且要編寫(xiě)相關(guān)外圍設備的驅動(dòng)程序， 使之成為一個(gè)適合DM320 運行的OS 環(huán)境。

　　4.1 Kconfig 文件的修改

　　Kconfig 文件是用來(lái)對所要加載內核內容進(jìn)行配置的文件，其腳本語(yǔ)言描述參考。Documentationkbuild.