基于Xscale的PC/104 Linux系統構建

1 引言

PC/104是一種專(zhuān)門(mén)為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線(xiàn)。其實(shí)質(zhì)是一種緊湊的IEEE-P996總線(xiàn)規范。PC/104的信號定義和PC/AT基本一致，但電氣和機械規范完全不同，是一種優(yōu)化的、低功耗的、小型的、堆棧式結構的嵌入式控制系統[1]。

基于嵌入式PC/104的操作系統多為DOS或者Windows。采用DOS系統無(wú)圖形窗口，交互能力差；采用Windows系統則需要昂貴的版權費，成本高，且存在安全問(wèn)題。

ARM(Advanced RISC Machines) 公司是全球領(lǐng)先的16/32位RISC微處理器知識產(chǎn)權設計供應商[2]。 ARM處理器具有體積小、功耗低、性能優(yōu)良且成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，與PC/104的工作環(huán)境對其提出的要求相符，而且Linux具有開(kāi)放源碼的特點(diǎn)，用戶(hù)不必為昂貴的版權費用擔心。因此，研究以基于A(yíng)RM的Xscale處理器替代傳統的X86架構的PC/104處理器，并以嵌入式Linux系統替代DOS或 Windows系統具有重要意義。

2 PC/104目標硬件平臺介紹

本文采取博創(chuàng )公司的UP-PXA270 PC/104 CPU模塊作為構建Linux的目標硬件平臺。該模塊采用Intel PXA270 Xscale低功耗處理器，主頻104MHZ～520MHZ，集成了64M的SDRAM，有16M的Nor Flash存儲軟件程序及重要數據，提供了CF卡接口、USB接口、VGA接口、LVDS接口、串口、以太網(wǎng)接口。

3 Linux系統在PC/104上的實(shí)現

3.1 內核的選擇與下載

3.2 交叉編譯環(huán)境的建立

由于宿主機和目標板的處理器架構不同，需要建立交叉編譯環(huán)境。在宿主機上完成程序的開(kāi)發(fā)和編譯，在目標板上執行，可以充分利用宿主機的高性能，有效提高編譯效率。

主機采用商用版Redhat-Linux9.0，以解決基于Windows虛擬機環(huán)境存在兼容性及對速度產(chǎn)生影響等問(wèn)題。

本文在X86架構上的主機上采用針對ARM的工具鏈進(jìn)行開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)工具鏈采用UP-PXA270 PC/104 CPU模塊配套光盤(pán)中提供的交叉編譯器arm-linux-gcc，安裝步驟如下：

以超級用戶(hù)root登陸，并打開(kāi)一個(gè)shell，依次執行如下操作：

1） #mkdir/usr/local/arm;創(chuàng )建開(kāi)發(fā)工具目錄；

2） #cd/usr/local/arm;進(jìn)入該目錄；

3） #tar xvzf arm_linux_gcc.tar.gz；解壓縮交叉編譯工具；

4） #export PATH=/usr/local/arm/3.2.1/bin:￥PATH。設置環(huán)境變量。

便可完成安裝，建立好交叉編譯環(huán)境。