基于Arm-μClinux的应用开发

 

　　近年来随着信息家电和手持设备的应用，嵌入式系统得到了极大的发展。全球每年生产的CPU中有超过80%是应用于专用性很强的各类嵌入式系统，而最初，这类CPU仅进行一些简单的控制，系统大多在超级循环加中断的方式下工作，而随着32位高性能专用CPU的出现(如ARM)，嵌入式系统能够适应复杂的控制，进行多任务的处理，极大的提升了效率。当然这一切还需嵌入式操作系统的支持。嵌入式Linux以其特有的魅力在市场中逐渐赢得了众

　　多用户的青睐，本文即介绍了μClinux的开发环境的组建流程，及应用程序和驱动程序的开发过程。

　　1 ARM-μClinux的简介

　　Linux是在90年代初出现，近几年渐受欢迎的操作系统，其最大特点是开放源代码。它原本被设计为桌面系统，现在广泛应用于服务器领域。而在嵌入式系统的领域中，linux逐渐成为新的热点。

　　μClinux即是目前嵌入式linux中最流行的一种。μClinux是Micro-Control-Linux的缩写，字面上的理解就是”针对微控制领域而设计的Linux系统”，它和标准的linux的区别，也即μClinux的小型化体现在以下几点：

　　首先，μClinux不支持MMU(内存管理单元)，这是μClinux最显著的特征。μClinux采用实存储器管理策略进行存储器的分页管理，这有别于标准linux使用的虚拟存储器技术，从易用性上来说是一种倒退，因为这对开发人员提出了更多的要求。但是MMU需要相应的硬件支持，而在嵌入式系统中出于成本和应用的考虑，许多微控制器并没有相应支持MMU的硬件，所以没有MMU并不影响许多嵌入式系统选择μClinux操作系统。

　　其次，μClinux默认文件系统为romfs，相对于标准linux一般采用的ext2文件系统要求更少的空间，这主要体现在两个方面，一是内核支持romfs文件系统所需的代码相对更少;二是romfs本身比较简单，在建立文件系统超级块时所需存储空间较小。但是romfs不支持动态擦写保存。

　　再次，μClinux重写了程序库，对标准linux日益庞大的应用程序库和驱动程序库做了相应的删改。值得一提的是，μClinux对程序库采用静态连接的形式，这是由μClinux内存管理形式决定的。

　　由此，μClinux的容量有了大幅度的减小，整个操作系统的代码甚至小于900 K。即使如此，μClinux仍然保持了linux的主要优点，如稳定性，强大的网络功能和出色的文件系统支持等。同时μClinux已经成功移植到大部分嵌入式处理器中，国内已有公司成功推出带μClinux操作系统的产品。

　　在嵌入式领域中，32 bit嵌入式处理器的内核基本采用RISC指令集，其中以ARM公司的ARM核和MOTOROLA公司的68 K/COLDFIRE系列最为流行，而在手持设备领域上更是ARM核的天下。

　　本文对μClinux开发应用的简介即是基于μClinux-Samsung-20020318.tar+readhat9.0+arm-elf-tools-20030314.sh软件平台，配套的ARM芯片是三星4510。

　　2　开发平台的建立

　　建立μClinux的开发环境不外乎两种情况：一是购买商家发行的套件;二是利用网上资源自己组建。而后者省钱且能学到更多东西，是许多爱好者或学生的首选，下面列出自己组建步骤，以供参考：

　　1)　首先安装reahat9.0，具体见其他相关资料;

　　2)　在mac.os.nctu.edu.tw网站(***交大的一个专门针对sumsung4510芯片的μClinux网站)上下载源码，μClinux-Samsung-20020318.tar和arm-elf-tools-20030314.sh;

　　3)　然后解压文件：在redhat的终端中切换到源码目录下执行以下命令：

　　sh arm-elf-tools-20030314.sh　　//即安装ARM-GCC工具

　　tar xzfμClinux-Samsung-20020318.tar.gz　//即解压源码

　　4)　编译内核：进到解开的μClinux目录中，依次执行以下命令：

　　make menuconfig在出现的对话框选中Samsung/4510B和uC-libc及其它所需选项

　　make　dep

　　make　clean

　　make　lib-only

　　make　user-only

　　make　romfs

　　make　image在这步会出现错误报告，可忽略继续下面的命令make

　　最后在/images目录下可看到二进制的内核文件，即image.ram和image.rom，前者是未经压缩的RAM版本内核，后者相反。把image.rom烧录到flash中，重新上电，在串口1中即可看到启动信息，串口的波特率为19 200。这样Arm-μClinux的开发环境就搭建成功。