嵌入式Linux操作系統在定制PMP DM320如何應用？

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.

首先，在內核目錄下。/arch/arm/Kconfig 中加入DM320 的配置選項，將DM320 框架加入內核，這樣才能在執行make menuconfig 配置內核時(shí)看到DM320 框架。修改內容如下：

choice

prompt “ARM system type”

default ARCH_DM320_20

表示：在配置ARM 架構的系統時(shí)：默認的就是DM320 框架。

source“arch/arm/mach-dm320-20/Kconfig”

表示：把DM320 框架下的配置選項也引入，同時(shí)把其他CPU 框架去掉，這樣方便選擇。比如：

#source “arch/arm/mach-clps711x/Kconfig”

#source“arch/arm/mach-integrator/Kconfig”(“#”表示注釋掉相關(guān)的內容)

最后把內核配置選項中對DM320 開(kāi)發(fā)有用的選進(jìn)來(lái)。比如：

source “drivers/char/Kconfig”

if (!ARCH_DM320_20)

source “sound/Kconfig”

endif

表示：需要開(kāi)發(fā)字符設備的驅動(dòng)，而不需要聲音的支持。

因為要把CODEC 編入內核，所以還要加入對CODEC 支持的配置選向。

source “codecs/modules/Kconfig”

如果要加入一個(gè)新的外圍設備，也需要在Kconfig文件中加入相應的內容。比如說(shuō)要加入一個(gè)三星的4寸TFT-LCD 的驅動(dòng)，就需要修改。/drivers/char/Kconfig 文件，并加入以下內容：

config DM320_SAMSUNG_4_LCD

tristate “DM320 SAMSUNG 4.0 inch 16：9TFT LCD”