Linux 系統的嵌式應用

盡管Linux不是為嵌入式系統設計的，特別不是為實(shí)時(shí)系統設計的，但是，由于它的模塊化結構使其具有良好的裁剪性、豐富的資源和源代碼開(kāi)放的特點(diǎn)，所以還是有人把它應用在嵌人式系統中，并獲得了一定的成功。多年來(lái)，人們一直在對Linux進(jìn)行修改和改造，并且形成了許多可用于嵌入式實(shí)時(shí)系統的Linux版本。本節重點(diǎn)介紹一些Linux的嵌人式修改版本，以使讀者了解Linux在嵌入式應用特別是實(shí)時(shí)應用時(shí)其弱點(diǎn)之所在以及人們的解決方法，從而更深刻地認識和了解嵌入式實(shí)時(shí)操作系統的本質(zhì)及實(shí)現方法。

1.實(shí)現實(shí)時(shí)Linux的思路

在解決Linux系統實(shí)時(shí)性問(wèn)題的思想方法方面，有如下四個(gè)思路：

●提高時(shí)鐘精度，解決中斷和調度延時(shí)問(wèn)題;

●解決在Linux內核不允許調度的問(wèn)題;

●提供對于實(shí)時(shí)多媒體應用的支持，包括引入新穎的調度算法(網(wǎng)絡(luò )包調度、進(jìn)程調度和磁盤(pán)調度);

●引入新穎的調度框架以及資源管理思想，以更好地支持網(wǎng)絡(luò )系統中的QoS要求。

2. pCLinux

pCLinux是一種由Linux 2.0內核發(fā)展而來(lái)的嵌入式Linux版本，是專(zhuān)為沒(méi)有MMU的微處理器(如ARM7TDMI、Coldfire等)設計的嵌入式Linux操作系統。

pCLinux與Linux基本相同，不同的只是對Linux的內存管理和進(jìn)程管理部分進(jìn)行了改寫(xiě).以滿(mǎn)足無(wú)MMU處理器的要求，因為目前大多數嵌入式系統不需要MMU，或者說(shuō)無(wú)法使用MMU。

盡管大多數內核源代碼都被重寫(xiě)，使得pCLinux的內核比Linux 2.0的內核要小得多，但ptCLinux成功地保留了Linux操作系統良好昀穩定性、優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò )功能以及優(yōu)秀的文件系統支持等主要優(yōu)點(diǎn)。

ptCLinux系統多采用romfs文件系統，它是一種相對簡(jiǎn)單、占用空間較少的文件系統?？臻g的節約來(lái)自于兩方面：首先內核支持romfs文件系統比支持Ext2文件系統需要更少的代 碼;其次romfs文件系統相對簡(jiǎn)單，在建立文件系統超級塊(Superblock)時(shí)需要更少的存儲空間。romfs是只讀的文件系統，禁止寫(xiě)操作，因此系統同時(shí)需要虛擬盤(pán)(RAMDISK)支持臨時(shí) 文件和數據文件的存儲。

隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)日志文件系統在ptCLinux系統上得到了較多的應用，其中以支 持NOR FLASH的JFFS、JFFS2文件系統和支持NAND FLASH的YAFFS最為流行。這 些文件系統都支持掉電文件保護，同時(shí)支持標準的MTD驅動(dòng)。

從目標系統開(kāi)發(fā)者的角度來(lái)看，創(chuàng )建子進(jìn)程的函數vfork()是ptCLinux與標準Linux應用程序之間最重要的不同之處，只有對vfork()與fork()兩個(gè)函數的差異有了詳細的了解，才能順利地完成從Linux到ptCLinux的程序移植。

目前，ptCLinux已在嵌入式系統中得到了成功的應用，但由于它并不是為了Linux的實(shí)時(shí)性而提出的，因此ptCLinux對實(shí)時(shí)應用的支持方面并不好，從而使得它在嵌人式應用領(lǐng)域備受質(zhì)疑。因為有些人們認為嵌入式系統必定是實(shí)時(shí)系統，既然實(shí)時(shí)性不好，那么，ttCLinux就不能叫做嵌入式操作系統。其實(shí)不然，在實(shí)際應用中確實(shí)有些嵌入式系統并不是實(shí)時(shí)系統，尤其不是硬實(shí)時(shí)系統。因此，ptCLinux在一些沒(méi)有很強的實(shí)時(shí)要求的嵌入式系統中的應用還是很優(yōu)秀的。但這畢竟是pCLinux的一個(gè)弱點(diǎn)和缺憾。也正是為了彌補這個(gè)缺憾，世界上眾多的專(zhuān)家和愛(ài)好者正在努力地工作著(zhù)。