PXA255處理器上的Linux應用介紹

PXA255是Intel繼PXA250后的第二代XScale處理器，也是一款高檔的Intel個(gè)人互聯(lián)網(wǎng)架構(PCA)網(wǎng)絡(luò )處理器，它提供更高的性能和更低的耗電量。Linux操作系統高效穩定，實(shí)現了真正的多任務(wù)、多用戶(hù)環(huán)境，有著(zhù)強大的網(wǎng)絡(luò )功能，更由于其開(kāi)放源碼、定制方便而在嵌入式系統領(lǐng)域獲得了飛速的發(fā)展。

本平臺針對諸如銀行、稅控、商業(yè)POS等行業(yè)的應用，為業(yè)界提供非常豐富的功能和一整套嵌入式交叉開(kāi)發(fā)工具鏈,二次開(kāi)發(fā)用戶(hù)可以根據實(shí)際需要選擇使用其中某一部分或全部的組件來(lái)進(jìn)行有關(guān)嵌入式系統產(chǎn)品的應用開(kāi)發(fā)。平臺提供了4M/16M/32M/64M/128M可選的SDRAM和4M/16M/32M/64M/128M可選的Flash存儲器，給予應用程序開(kāi)發(fā)工程師較大的選擇空間

。同時(shí)采用JFFS2文件系統用于管理非易失性存儲中的結構化文件數據，為掉電等突發(fā)事件提供很好的數據保護機制。提供了用于創(chuàng )建連接各類(lèi)設備的集成化驅動(dòng)程序和協(xié)議堆棧，如10M以太網(wǎng)接口、USB接口、JTAG接口、多達6個(gè)的串口、并口和可選的IrDA接口等，給予工程師極其豐富的選擇。顯示采用單色/彩色TFT LCD，提供了友好的人機界面。

平臺系統設計 本應用平臺由硬件系統和軟件系統構成，其中軟件系統包括嵌入式操作系統(EOS)、圖形用戶(hù)接口(GUI)和應用程序接口(API)。同時(shí)提供一套在PC機上構建交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境的開(kāi)發(fā)工吡矗在此交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境下開(kāi)發(fā)的τ貿絳蚩梢栽諂教ㄉ銜薹煸誦校從而實(shí)現最終產(chǎn)品的δ堋?硬件系統 硬件系統分為核心電路系統和各外圍設備，前者是由微處理器PXA255和Flash/SRAM存儲器加上各種外圍接口模塊構成的；后者包括10.4′TFT LCD、標準101鍵盤(pán)和鼠標等，同時(shí)可以通過(guò)串/并口連接諸如打印機等各類(lèi)設備。

PXA255采用RISC結構，內部集成了RAM、LCD、USB(client)和AC97等大量的功能模塊，具有很強的擴展能力，提供200MHz外頻，最高時(shí)鐘頻率提供200/300/400MHz等多種選擇。采用1.3V的工作電壓，耗電量低。PXA255支持JTAGT調試，這樣不需要ICE而大大降低了開(kāi)發(fā)成本。

SDRAM 選用Winbond的W981216(16MB)， Flash選用Intel的E28F128(16MB)，用戶(hù)可以根據不同應用采用多片來(lái)進(jìn)行擴大存儲容量。同時(shí)考慮到行業(yè)應用對串口的需要，利用W83977EF進(jìn)行了擴展，可使用的總串口可多達6個(gè)，同時(shí)提供1個(gè)打印并口，應用程序可以分別通過(guò)設備名ttyS00~ttyS04、ttyS1和lp0來(lái)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)控制。 軟件系統 軟件系統由嵌入式Linux操作系統、嵌入式圖形用戶(hù)界面和相應的支持API庫構成。嵌入式Linux操作系統包括Linux 2.4.18內核、JFFS2文件系統、busybox工具集等，具有高度模塊化、易于定制、可移植性好等優(yōu)點(diǎn)。

由于Linux 2.4.18內核提供Framebuffer的支持，這樣就不需要對顯示芯片進(jìn)行直接的硬件編程，而是由FrameBuffer系統通過(guò)打開(kāi)/dev/fb0，使用mmap()映射顯存到內存中的線(xiàn)性緩沖區的方式來(lái)工作。這樣，考慮在商業(yè)POS等領(lǐng)域還使用單色的顯示而不需要用到GUI，平臺提供了兩套圖形應用庫：一個(gè)是基于Framebuffer運行于虛擬控制臺方式下的嵌入式圖形應用庫，另一個(gè)是基于GTK+1.2運行于多任務(wù)GUI下的嵌入式多任務(wù)圖形應用庫。前者支持屏幕和鍵盤(pán)驅動(dòng)，其中屏幕驅動(dòng)支持1 、2 、4 、8 、16 、32 位每像素(bpp)，能進(jìn)行相應的西文和中文顯示。具有強大的繪圖功能，包括畫(huà)線(xiàn)、區域填充、畫(huà)多邊形、剪貼和圖形模塊等。提供大量的圖形應用編程接口，該庫只有100KB左右，特別適合用在嵌入式系統上開(kāi)發(fā)控制臺圖形用戶(hù)界面的應用程序。后者支持彩色LCD、鼠標等，支持五筆和拼音中文輸入，并且具有智能記憶功能，即可以自動(dòng)記憶到用戶(hù)詞庫中。

運行時(shí)系統提供Linux常用的命令，并提供網(wǎng)絡(luò )和Shell等必備的工具，支持FTP、Telnet以及遠程登錄Win2000 Server，能自動(dòng)實(shí)現IP地址沖突的檢測并進(jìn)行相應的提示。 交叉開(kāi)發(fā)工具鏈 交叉開(kāi)發(fā)工具鏈由一套用于編譯、匯編和鏈接內核及應用程序的組件組成，它們自身運行于一個(gè)平臺(如PC Linux)下，而利用它們開(kāi)發(fā)出來(lái)的應用程序是運行在另一個(gè)平臺(如嵌入式應用平臺)下。這些組件包括用于操作二進(jìn)制文件的實(shí)用程序集合Binutils、Gcc編譯器和鏈接運行庫Glibc等三部分。

嵌入式系統本身沒(méi)有自舉開(kāi)發(fā)功能，必須有一套開(kāi)發(fā)工具并且要在PC機中建立起相應的開(kāi)發(fā)環(huán)境。一般有三種選擇：一是PC機的操作系統只用Windows，但是要安裝cgywin來(lái)提供Windows下的Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境，同時(shí)要安裝適合于cgywin的交叉開(kāi)發(fā)工具鏈(本平臺不提供)；也可只用Linux，但需要對Linux環(huán)境以及vi等文本編輯器非常熟悉；而最常用的方式是采用Linux服務(wù)器、Windows工作站的開(kāi)發(fā)方式，這樣可只需要在一臺Linux服務(wù)器上建立交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境，多臺Windows工作站通過(guò)telnet客戶(hù)端遠程登錄協(xié)同開(kāi)發(fā)。這樣，一方面節省了內存和硬盤(pán)等資源，還可以使用Windows的一些軟件來(lái)加快編輯開(kāi)發(fā)速度。

這種嵌入式Linux的開(kāi)發(fā)模式一般叫做主從模式。在PC機的交叉編譯環(huán)境下，編譯鏈接通過(guò)后的應用程序可以通過(guò)串行口或以太網(wǎng)口從PC機下載到應用平臺上，通過(guò)GDB服務(wù)器進(jìn)行聯(lián)機調試及運行。很顯然，用戶(hù)在本平臺的基礎上只需要專(zhuān)注于自己應用程序開(kāi)發(fā)就可以實(shí)現項目系統的功能。 結 語(yǔ) 本平臺目前已經(jīng)應用于POS系統。利用開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)出運行于平臺上的相應應用程序，通過(guò)串口將平臺和商場(chǎng)POS服務(wù)器相連，通過(guò)以太網(wǎng)接口和通訊服務(wù)器相連并最終連接到銀行主機系統，這樣構成了一個(gè)完整的商業(yè)POS系統。平臺在該系統中就相當于一個(gè)高檔的網(wǎng)絡(luò )終端，或者說(shuō)更類(lèi)似一臺標準PC機，搭建系統只需要從應用程序著(zhù)手。