ARM設計的uClinux及其應用

摘要：本文討論了基于ARM的嵌入式操作系統uClinux及其應用開(kāi)發(fā)設計及實(shí)現。在32位ARM核的微處理器S3C4510B的硬件平臺上結合嵌入式實(shí)時(shí)操作uClinux． 完成了系統的硬件設計uClinux的編譯、移植，最后實(shí)現了應用程序的添加。

關(guān)鍵詞：ARM；實(shí)時(shí)操作系統uClinux；S3C4510B；ARM7TDMI

1 嵌入式操作系統uClinux及其應用開(kāi)發(fā)

嵌入式軟件平臺由以下部分組成：系統引導程序、嵌入式操作系統內核、文件系統。系統引導程序通常也稱(chēng)為BootLoad—er ，代碼量雖少，但是作用非常大，相當于PC上的BOIS，負責將操作系統內核固化到Flash中和系統初始化工作．然后將系統控制權交給操作系統。文件系統是嵌入式軟件平臺占用存儲量最大的一部分，也是與用戶(hù)開(kāi)發(fā)最相關(guān)的一部分，它存儲了系統配置文件、系統程序、用戶(hù)應用程序和必需的驅動(dòng)程序。

1．1 BootLoader程序

系統引導程序BootLoader是嵌入式系統加電后執行的第一個(gè)程序，一般應寫(xiě)入Flash存儲器中并從起始物理地址0x0開(kāi)始。在應用實(shí)際中BootLoader的功能主要有：① 將uCLinux內核和文件系統燒寫(xiě)到目標板中；②系統初始化；③系統的內存映射；④加載uClinux內核

1．2 嵌入式操作系統uCiinux

uClinux就是Micro—Control—Linux，是針對控制領(lǐng)域的嵌入式linux操作系統，它是從Linux 2．0／2．4內核派生而來(lái)，沿襲了主流Linux的絕大部分特性，適合不具備內存管理單元(MMU)的微處理器／微控制器(例如ARM7TDMI)，它也是一個(gè)完全符合GNU／GPL公約的操作系統，完全開(kāi)放代碼。和主流的Linux相比，uClinux有以下特點(diǎn)：① 簡(jiǎn)化了內核加載方式，uClinux的內核可以在Flash上直接運行；② 采用romfs文件系統作為root文件系統，相對于一般的ext2使用更少的存儲空間；③ 使用了Flat可執行文件格式替代elf格式；④ 使用應用程序庫uClibc替代libc。

1．3 uClinux的編譯與移植

I-3．1 uClinux系統針對硬件的改動(dòng)

目前．uClinux已被成功移植到多款微處理器芯片上．但由于嵌入式操作系統的運行是與嵌入式系統的硬件密切相關(guān)的．而硬件的設計則會(huì )因為使用場(chǎng)合的不同而千差萬(wàn)別，因此，在uClinux內核源代碼中和硬件緊密相關(guān)的部分就應該針對特定的硬件作出適當的修改。

本文中所涉及的對uClinux操作系統源代碼的裁剪修改主要有以下幾個(gè)地方：

uClinux內核源代碼中對S3C4510B片內特殊功能寄存器以及其他相關(guān)硬件信息的定義文件hardware．h首先要定義系統工作的主時(shí)鐘頻率，本系統的為50MHz。

／********************************／

define$3C4510b CPU master clock

／********************************／

#define MHz l0o0000

#define fMCLK_ MHz (50 MHz)

#define fMCLK (fMCLK_MHz／MHz)

#define MCLK2 (fMCLK_MHz／21

此外對系統SYSCFG寄存器也進(jìn)行了相關(guān)的設置。如Cache操作使能、寫(xiě)緩沖使能以及設置了特殊功能寄存器組的基指針等。最后即定義系統存儲器控制寄存器。

1．3．2 編譯uClinux內核

在準備好uClinux的內核源代碼后．利用交叉編譯器就可以編譯生成運行在硬件目標板上的uClinux內核。首先將U—Clinux內核源代~uClinux—Samsung一20031005．tar．gz保存到宿主機的用戶(hù)目錄，解壓完畢后。就會(huì )在用戶(hù)目錄下生成uClinux—Samsung目錄。

以下是編譯uClinux的具體過(guò)程：

使用make menuconfig或者make xconfig命令進(jìn)行內核配置：

輸人命令：make dep