嵌入式Linux基础下网络计算机关键技术的研究与实现

嵌 入 式 Ｌ ｎ ｘ操 作 系 统 的 ｉｕ 技 术 实现
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一 张 俊玲 赵 晖
随 着 微 处 理 器 的 产 生 ，价 格 低廉 、 构 小 巧 的 Ｃ 结 ＰＵ和 外 设 连 接 提 供 了 稳 定 、 可 靠 的 硬 件 架 构 ，那 么 限 制 嵌 入 式 系 统 发 展 的
系 统 计 算 机 的 Ｒ０Ｍ 中 。 ８ 更 好 （）
能 通 过 改 变 优 先 权 来 影 响 内 核 当 前 的 执 行 流 程 。 这 样 ，Ｌ ｎ ｘ ｉｕ 内核 可 以对 某 些 重 要 的 数 据 结 构进 行 修 改 ， 不加 任 何 保 护 措 而
统 。２嵌 人 式 软 件 集 成 开 发 平 台 。 （） （） 入 式 数 据 库 管 理 软 件 。 ３嵌
维普资讯
硬 件 与 嵌 入
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Ｌｎｘ和 嵌 入 式 系 统 都 是 计 算 机 学 术 领 域 中 的 技 术 热 点 ， 两 者 的 结 合 为 它 们 开 辟 了新 ｉ ｕ
的 发 展 空 间 ，也 带 来 了许 多 新 的 技 术 问 题 。８ ￣ Ｌ ｕ 运 用 于 嵌 入 式 系 统 所 产 生 的 技 术 问 ｆ ｉｘ ｎ 题 及 解 决 方 案 ， 本 文 做 了详 细 的 阐 述 。
嵌 入 式 系 统 的 研 究 意 义 有
的 硬 件适 应性 ， 就 是 良好 的 移 也
植性。
三 ：第 一 ，有 助 于 推 动 我 国 在 嵌
入 式 领 域 的 发 展 。第 二 ，有 助 于
版权费 购买费用 技术支持 网络特性 软件移植 应用产品， 开发周期 实时性能 稳定 性
每生产一件产品需交纳一份版权费 人民币敦十万兀 由开发商独家提供有限阿技术支持 另加人 民币数十万购买 难 ，因 为是封闭 系统 长，因 为可参考 的代码有限 好 好

嵌入式Linux中的关键技术研究作者：李宝全来源：《硅谷》2013年第01期摘要：随着嵌入式技术的不断发展，将开源的Linux操作系统和嵌入式技术结合起来，无疑具有广泛的应用前景。

从嵌入式Linux系统开发中的实时性问题和裁剪技术问题入手，对嵌入式Linux系统的关键技术进行研究，并提出对应的改进方案。

关键词：嵌入式；Linux；函数裁剪；实时性中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0110102-011 嵌入式技术的发展及现状嵌入式技术诞生以来，随着控制芯片的微型化和操作系统功能的加强，嵌入式系统开始应用于各个领域；Linux操作系统以其开放的源代码、高效的内核以及丰富的应用软件而在嵌入式领域有独特的表现，因此嵌入式Linux已经成为嵌入式领域的主流。

嵌入式技术的发展主要经历了以下三个阶段[1]：（1）可编程控制器。

以单芯片为核心，没有操作系统，大多应用于专业性极强的工控领域；优点是价格低、使用简单；缺点是功能单一、效率低下。

（2）以嵌入式CPU为基础的嵌入式系统。

具有简单的操作系统。

克服了可编程控制器的效率低下问题，具有一定的兼容性；缺点是通用性较差，且用户界面不友好；主要用于程序运行监控及系统负载控制。

（3）嵌入式操作系统。

此类嵌入式系统可以运行在不同类型的微处理器上，内核效率高、兼容性好，支持多任务管理，具备网络和图形用户界面支持。

市面上已经有多种嵌入式实时Linux操作系统，典型的有RT-Linux、RED-Linux以及KURT等。

RT-Linux开发的核心思想是“架空”Linux内核，从而可以尽快执行其他的实时进程，修改Linux内核源码后，将Linux内核及系统本身任务的优先级设为最低，同时将实时任务的优先级设置为最高，这样实时任务的模块就可以在需要时加载到系统内核中，所以可以认为RT-Linux是可抢占内核的。

与RT-Linux的可抢占内核方式不同，RED-Linux可以直接修改系统内核源码，并将其中较长的例程分解成细粒度的代码段，这样实现了在代码中插入抢占点的功能，用以抢占内核。

嵌入式操作系统中的关键技术陶品现在许多嵌入式系统要胜任的工作越来越复杂，需要采用32位的嵌入式处理器，这样嵌入式操作系统就成为嵌入式系统设计中必不可少的一个环节。

众所周知通用操作系统（如Microsoft Windows系列的操作系统）并不适合直接应用在嵌入式操作系统上，为了适应嵌入式系统的需要，必须在整个系统的软件架构中引入嵌入式操作系统。

在嵌入式系统应用中，早期的16位及16位以下的微处理器计算能力有限，要处理的任务一般比较简单，因而程序员可以在应用程序中自己管理微处理器的工作流程，很少需要用到嵌入式操作系统。

当系统变得较为复杂后，对系统中断的处理以及多个功能模块之间的协调需要由程序员自己来控制和解决，这样做的结果是，随着程序内部的逻辑关系变得越来越复杂，软件开发小组对于驾驭复杂的功能模块逐渐显得力不从心，为了保证中断相关处理的正确性和完整性，为了保证不同模块之间对硬件资源的共享和互斥，为了保证系统能定期执行各种任务，软件开发小组不得不编写和维护一个复杂的专用操作系统和应用程序的结合体，这样做使得系统的开发和维护成本加大，也不利于系统的升级。

所以在逐渐变得复杂的嵌入式系统中采用成熟的嵌入式操作系统成为更好的解决方案，如嵌入式Linux,VxWorks、pSOS、WinCE、DeltaOS、uCOS、TinyOS等等。

为了实现一个支持各种硬件体系结构、运行稳定高效的嵌入式操作系统需要付出很多的心血，嵌入式操作系统本身包含大量的代码，而且这些代码非常精巧、相应的数据结构非常复杂，即使是读懂这些代码也要花费很多时间。

比如最简单的μCOS-II嵌入式操作系统的最小实现也需近千行代码，而普通的嵌入式Linux内核则有近百万行代码。

在嵌入式开发中推荐采用一种通用的嵌入式操作系统，而不是自己从头编写一个专用的嵌入式操作系统，因为通甩的嵌入式操作系统经过多年的发展一般来说稳定性，性能、功能等各方面都会比自己重写一个专用的操作系统要好，而且购买它们的成本也比自己从头开发要低得多；另外，通用嵌入式操作系统一般都遵循操作系统接口标准——POSIX,使用这些系统调用接口进行开发可以大大方便上层应用软件在不同嵌入式操作系统、不同操作系统版本之间的移植，系统升级换代方便、成本低、速度快。

嵌入式系统应用技术的研究与开发嵌入式系统是一种电子计算机系统，它是特别设计用于执行特定功能的计算机系统。

这种系统常用于控制和监视系统，如智能手机、数字相机、车载音频系统等。

为了实现嵌入式系统的工作，需要使用一系列技术和工具来进行开发和应用。

本文将探讨嵌入式系统应用技术的研究与开发，包括嵌入式系统基本原理和常用技术，以及嵌入式系统应用开发的方法和工具。

一、嵌入式系统基本原理嵌入式系统本质上是一个计算机系统，它具有计算、存储、控制和通信等功能。

由于嵌入式系统的特殊应用环境，它的体积、功耗、成本和性能等方面都有较高的要求。

嵌入式系统通常由下列组成部分组成：1. 主处理器/控制器主处理器/控制器是嵌入式系统的核心，负责计算、控制和管理系统的硬件和软件资源。

主处理器/控制器的类型和性能直接决定了系统的功能和性能。

常见的主处理器/控制器有ARM Cortex系列、Intel x86系列、MIPS系列等。

2. 存储器存储器用于存储系统程序和数据。

由于嵌入式系统的体积和功耗都有限制，因此存储器通常采用闪存、EEPROM、SRAM等低功耗、小体积的型号。

3. 输入/输出设备输入/输出设备用于与外界进行数据交换，如键盘、鼠标、显示屏、声卡、网卡等。

嵌入式系统通常使用专用的输入/输出设备，以满足应用需求和耗能要求。

4. 网络设备网络设备负责系统与外部网络通信，如以太网卡、无线网卡、蓝牙模块等。

网络设备的选择和配置决定了系统的通信速度和稳定性。

二、嵌入式系统常用技术1. 硬件设计嵌入式系统的硬件设计主要涉及主处理器/控制器的选择、连通性设计、电源管理等方面。

硬件设计的质量和性能直接决定了嵌入式系统的稳定性和能耗水平。

2. 软件开发嵌入式系统的软件开发主要涉及核心程序设计、驱动程序编写、通信协议实现等方面。

软件开发的质量和可靠性直接决定了嵌入式系统功能的实现和应用效果的稳定性。

3. 中间件中间件是嵌入式系统开发中常用的技术。