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浙江大
学学报（工学版）的增强简化了嵌入式系统硬件环境的建立过程．尤其是在ＳｏＣ出现之后，硬件环境的搭建变得更加容易ｒ．ＳｏＣ是一种结合了多个功能模块的电路系统，将需要的功能实现在一个芯片上，从而可以借助集成电路的集成度来缩小整个系统所占的体积．ＳｏＣ的产品设计－般都是以知识产权（ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ
ｐｒｏｐ
ｅｒｔｙ，ＩＰ）的方式提供．更新换代ＳｏＣ产品时，只需要将原来的ＩＰ转移到新的嵌入式微处理器设计巾，并修改部分电路，就可以满足新的要求．ＩＰ的重复利用，减少ｒ嵌入式硬件设计的复杂性，使得传统的嵌入式系统设计从硬件和软件的并行漫计转移到以软件为中心的角度上来．所以，为了满足嵌入式应用的需求和提高开发速度，采用ＳｏＣ，减少硬件开发周期和复杂度，配以合适的嵌人式软件，成为了现在嵌入式系统开发的重要途径，目前大量使用的ＳｏＣ主
要有ＡＲＭ、ＳｔｒｏｎｇＡＲＭ、ＭＩＰＳ、ＸＳｃａｌｅ，等等．
使用Ｌｉｎｕｘ作为嵌入式操作系统开发的基础，可以适成基于ＳｏＣ的硬件环境，提高软件方面的开发速度．Ｉ。ｉｎｕｘ是一种开发源代码形式的广泛使用的操作系统，它的内核支持多达几十种处理器体系结构，包括上面提供的那些ＳｏＣ嵌入式平台．可以修改Ｌｉｎｕｘ内核中的各个模块以达到满足嵌入式应
用的需求．
１嵌入式Ｌｉｎｕｘ的设计
嵌入式Ｉ。ｉｎｕｘ是根据嵌入式系统的不同需求，逐渐修改和更新Ｌｉｎｕｘ内核代码形成的．嵌入式Ｌｉｎｕｘ和一般的Ｉ。ｉｎｕｘ区别集中在Ｌｉｎｕｘ内核上：前者的内核为嵌入式目标平台将通用Ｌｉｎｕｘ做了专门设计和修改，后者的内核应用于通用ＰＣ平台．
在嵌入式系统的历史中，使用通用操作系统作为嵌入式系统原型的实例并不只有这一例，如ＶｘＷｏｒｋｓ是基于４．３ＢＳＤ操作系统改造的，ＮＴ
Ｅｍ
ｂｅｄｄｅｄ是基于ＷｉｎｄｏｗｓＮＴ操作系统改造的．改造的途径可以使得原来在通用操作系统上运行的应用可以快速方便地移植到嵌入式版本的系统中来．Ｌｉｎｕｘ也是一样，广泛开放源代码的Ｌｉｎｕｘ应用已经被移植到嵌入式的运行环境中．因此，使用Ｌｉｎｕｘ开发嵌入式操作系统，可以加快嵌入式系统的开发速度，缩短产品进入市场的时间．
嵌人式Ｌｉｎｕｘ的设计要点主要包括ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ和操作系统的内存管理、进程管理等部分．
１．１
ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ固件
固件（ｆｉｒｍｗａｒｅ）是指在硬件的ＲＯＭ或者
第３８卷
Ｆｌａｓｈ中驻留运行的程序，配合主要程序完成系统
任务．ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ固件固化在目标板的ＲＯＭ中，用于启动存放在ＲＡＭＬ｝ｒ或者ＲＯＭ中的嵌入式软件的程序．血¨果ＣＰＵ支持，在ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ开发过程中
也可以将它放在ＲＡＭ中运行．图１描述ｒｂｏｏｔ—
ｌｏａｄｅｒ在嵌人式系统开发中的地位．
圈１
ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ在嵌入式系统开发中的地位
Ｆｉｇ．１
Ｒｏｌｅｏｆｂｏｏｔｌｏａｄｅｒｉｎ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ
ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ
在嵌入式Ｌｉｎｕｘ的开发巾，首先要根据硬件目标板的特性开发出ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ程序，以完成下面的
任务：
（１）初始化处理器
使用ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ初始化处理器中的一些配置寄存器．比如需要使用ＡＲＭ７２０Ｔ处理器的ＭＭＵ的话，就应当在ｈｏｏｔｌｏａｄｅｒ中使用控制命令打开
ＭＭＵ．
（２）初始化必备的硬件
使用ｈｏｏｔｌｏａｄｅｒ初始化和设置板Ｅ的必备硬件，比如初始化内存、ＦｌａｓｈＲＯＭ和中断控制器等．从主机下载系统映像到硬件板上的接Ｅ１设备也是由它完成初始化的．比如，有些硬件板使用以太网传输嵌入式系统映像文件，那么在ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ中会使用以太网卡驱动程序初始化硬件，随后与客户端的ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ客户端程序通讯，并完成下载工作．
（３）下载系统映像
系统映像的下载只能由ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ提供．通过ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ提供的命令行或者交互Ｓｈｅｌｌ界面可以指定内核映像和文件系统映像的下载位置，也可以检查目标板上内存地址中的内容．在目标端的ｂｏｏｔ—ｌｏａｄｅｒ程序中提供了接收映像的服务端程序，在主机端的程序提供了发送数据包动作——可以通过串口，也可以通过以太网卡等其他方式发送．发送系统映像结束之后，如果硬件允许，ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ还可以提供命令将下载成功的映像写入到Ｆｌａｓｈ
ＲＯＭ中．一
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嵌入式Linux操作系统的研究
作者：刘文峰， 李程远， 李善平
作者单位：浙江大学,计算机学院,浙江,杭州,310027
刊名：
浙江大学学报(工学版)
英文刊名：JOURNAL OF ZHEJIANG UNIVERSITY(ENGINEERING SCIENCE)
年，卷(期)：2004,38(4)
被引用次数：216次
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引用本文格式：刘文峰.李程远.李善平嵌入式Linux操作系统的研究[期刊论文]-浙江大学学报(工学版) 2004(4)