嵌入式Linux系统开发
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uCLinux嵌入式系统开发环境建立
1.Linux 是一种很受欢迎的操作系统
uClinux 这个英文单词u 中的表示小Micro. 小的意思,C 表示Control,控制的意思.所以uClinux 就是Micro-control-Linux,字面上的理解就是针对微控制领域而设计的Linux 系统.
uClinux 以其优异的性能、免费开放的代码等优点,博得众多嵌入式开
发者的青睐,和过去基于简单RTOS 甚至没有使用任何操作系统的嵌入式程序设计相比,基于Linux 这样的成熟的,高效的、健壮的、可靠的、模块化的、
易于配置的操作系统来开发自己的应用程序,无疑能进一提高效率,并具有很
好的可移植性。
基于UCLINUX 的嵌入式系统开发涉及到三个方面:开发环境
的建立,配置UCLINUX 内核和bootloader 以及应用程序的设计,本文将从这
几个方面来阐述的基于UCLINUX 的嵌入式系统的设计。
2.开发环境的建立
开发环境的建立也就是工具链,设置工具链在主机机器上创建一个用于
编译将在目标上运行的内核和应用程序的构建环境?这是因为目标硬件可能没
有与主机兼容的二进制执行级别。
包括Gcc:编译器,可以做成交驻编译的形式,即在宿主机上开发编译目标上可运行的二进制文件。
Binutils:一些畏助工具,
包括objdump(可以反编译二进制文件),as(汇编编译器),id(连接器)等等。
Gdb:调试器,可使用多种交叉方式,gdb-bdm(背景调试工具), gdbserver(使用以太网络调试)。
Glibc-所有用户应用程序都将链接到的C 库。
避免使用任何C 库函数的内核和其它应用程序可以没有该库的情况下进行编译。
嵌入式Linux系统中图片解码和显示的高效实现方法嵌入式Linux系统中图片解码和显示的高效实现方法是嵌入式系统开发中一个重要的课题。
随着数字图像的广泛应用,对于嵌入式设备对图像解码和显示的要求也越来越高。
本文将介绍几种常用且高效的嵌入式Linux系统中图片解码和显示的实现方法。
一、JPEG解码与显示JPEG是一种常见的图像压缩格式,用于在嵌入式Linux系统中展示图片。
在嵌入式设备上进行JPEG解码并显示图片,通常使用libjpeg 库。
libjpeg库提供了丰富的API用于JPEG图像解码和显示,可在嵌入式平台上高效地完成这些任务。
二、PNG解码与显示PNG是另一种常见的图像格式,用于在嵌入式Linux系统中展示图片。
与JPEG相比,PNG图像压缩更为无损,图像质量更高。
在嵌入式设备上进行PNG解码并显示图片,通常使用libpng库。
libpng库提供了一组API,用于在嵌入式平台上高效地进行PNG图像解码和显示。
三、硬件加速解码与显示为了提高图像解码和显示的性能,一种高效的方法是使用硬件加速技术。
常见的硬件加速技术有DMA(Direct Memory Access)和GPU (Graphics Processing Unit)。
DMA技术可以实现数据的高速传输,通过直接将图像数据从存储器复制到显存,减少了CPU的负载。
在嵌入式设备上使用DMA技术进行图像解码和显示可以提高实时性和效率。
GPU技术是一种专门用于图像处理的硬件,具有并行计算的能力。
在嵌入式设备上使用GPU进行图像解码和显示可以充分利用GPU的并行性能,提高图像处理速度和质量。
四、压缩算法与实时解码在嵌入式Linux系统中进行图像解码和显示时,为了提高实时性和降低内存占用,可以采用压缩算法和实时解码技术。
常见的图像压缩算法有JPEG和PNG,通过选择合适的图像压缩算法可以在一定程度上降低内存占用和数据传输的带宽。
实时解码技术可以提高图像解码的速度,保证图像可以及时地显示在嵌入式设备的屏幕上。
嵌入式linux应用程序开发期末考试题库及答案一、判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)【】1、学习嵌入式技术不需要硬件基础知识,只需要会软件编程即可。
【】2、Contex-M3系列处理器内核采用了哈佛结构。
【】3、我们学习所用的台式电脑及笔记本电脑属于嵌入式系统。
【】4、小明的手机能拍照并能保存照片,其手机内部芯片会利用到模数转换器。
【】5、嵌入式Linux操作系统属于免费的操作系统。
【】6、在嵌入式电子产品开发过程中我们要尽可能使用高档的嵌入式处理器。
【】7、嵌入式系统一般对低功耗要求不高。
【】8、windows XP 操作系统属于嵌入式操作系统。
【】9、在Linux C语言编程中,我们常用的编译器是GDB,调试器是GCC。
【】10、我们在新建一个makefile文件时,其文件名可以命名为Makefile或makefile。
【】11、Shell只是一种命令语言,不是属于程序设计语言。
【】12、Contex-M3系列处理器内核采用了冯·诺依曼结构。
【】13、#!/bin/bash 此句中的“#”的作用为注释。
【】14、一个shell脚本只有一种执行方式:./xxx.sh 。
【】15、嵌入式linux操作系统属于免费的操作系统。
【】16、进程是一个程序的一次执行的过程。
【】17、嵌入式系统一般对低功耗要求不高。
【】18、所有的电子设备都属于嵌入式设备。
【】19、移植操作系统时需要修改操作系统中与处理器直接相关的程序。
【】20、嵌入式开发需要专门的软件和硬件设备。
【】21、可以用touch命令创建一个新文件。
【】22、如果删除虚拟机里面的操作系统的系统文件将会影响外面主机的正常运行。
【】23、#!/bin/bash 此句中的“#”的作用为注释。
【】24、一个shell脚本只有一种运行方式:sh xxx.sh 。
【】25、在Linux中,一切都是文件。
【】26、线程是一个进程内的基本调度单位。
1. request_irp()的原型如下:(程序略)
(1) irp:要申请的硬件中断号。
(2) handler:向系统登记的中断处理函数,是一个回
调函数,中断发生时,系统调用这个函数,dev_id
参数将被传递。
(3) irqflags:中断处理的属性,若设置SA_INTERRUPT,
表明中断处理程序是快速处理程序,快速处理程序
被调用时屏蔽所有中断,慢速处理程序不屏蔽。若
设置SA_SHIRQ,则多个设备共享中断。Dev_id在
中断共享时会用到,一般设置的device结构本身
或NULL
2. 阻塞与非阻塞
阻塞操作是指在执行设备操作时,若不能获得资源,则
进程挂起直到满足可操作的条件在进行操作。非阻塞操
作的进程在不能进行设备操作时并不挂起。被挂起的进
程进入休眠状态后,被操作系统从调度器的运行队列移
走,直到等待的条件被满足。
3. 自旋锁与信号量
自旋锁不会引起调用者休眠,如果自旋锁已经被别的执
行单元保持,调用者就一直循环查看是否该自旋锁的保
持者已经释放了锁,“自旋”就是“在原地打转”;信号
量则引起调用者休眠,它把进程从运行队列上移出,除
非获得锁。
4.DMA:
是一种无须CPU的参与,让外设与系统RAM之间进行
双向数据传输的硬件机制。使用DMA可以使系统CPU
从实际的I/O数据传输过程中摆脱出来。
5.中断方式:
在硬件支持中断的情况下,驱动程序可以使用中断方
法控制I/O。对I/O过程控制使用的中断是硬件中断,
当某个设备需要服务时就向CPU发出一个中断脉冲信
号,CPU接收到信号后根据中断请求号IRQ启动中断服
务例程。
6.查询等待方式:
查询等待方式又称轮询方式(polling mode)。对于不
支持中断方式的机器只能采用这种方法来控制I/O过
程,所以Linux中也配备了查询等待方式。
7.Linux的I/O控制方法有三种:
查询等待方式、中断方式和DMA(直接内存存取)方式。
8.设备驱动程序的主要功能如下:
(1)对设备进行初始化
(2)启动或停止设备运行
(3)把设备上的数据传送到内存
(4)把数据从内存传送到设备
(5)检测设备状态
9.设备驱动程序的特点:
(1)驱动程序是与设备相关的
(2)驱动程序的代码由内核统一管理
(3)驱动程序在具有特权级的内核态下运行
(4)设备驱动程序是输入/输出子系统的一部分
(5)驱动程序是为某个进程服务的,其执行过程扔处
在进程运行的过程中,即处于进程上下文中
(6)若驱动程序需要等待设备的某种状态,它将阻塞
当前进程,把进程加入到该种设备的等待队列中
10.Linux设备被分为3类:字符设备、块设备和网络设备
(1)字符设备是以字符为单位输入/输出数据的设备,
一般不需要使用缓冲区而直接对它进行读写。
(2)块设备是以一定大小的数据块为单位输入/输出
数据的,一般使用缓冲区在设备与内存之间传送
数据。
(3)网络设备是通过通信网络数据的设备,一般指
与通信网络连接的网络适配器(网卡)等,如以
太网卡。Linux使用套接口(socket)以文件I/O
方式提供了对网络数据的访问。
11.动态初始化:
在申请内存(malloc)之后,通过pthread_mutex_init
进行初始化。注意在释放内存(free)前需要调用
pthread_mutex_destroy。
12.静态初始化:
可以把常量PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER赋给静态
分配的互斥锁变量。
13.操作互斥锁的基本函数:
(1) pthread_mutex_init:互斥锁初始化
(2) pthread_mutex_lock:互斥锁上锁(阻塞版)
(3) pthread_mutex_trylock:互斥锁上锁(非阻
塞版)
(4) pthread_mutex_unlock:互斥锁解锁
(5) pthread_mutex_destory:消除互斥锁
14.互斥锁只有两种状态:上锁和解锁
15.互斥锁是一种简单的通过加锁的方法来控制对共享资源
的存取,一般用于解决线路间资源访问的唯一问题。
16.共享内存:可以说是最有用的进程间通信方式。两个不
同进程A、B共享内存的意思是,同一块物理内存被映射
到进程A、B各自的进程地址空间,进程A可以及时看到
进程B对共享内存中数据的更新,反之亦然。