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基于ARM11的嵌入式linux系统移植与实现

张霄  
【摘要】:嵌入式系统是计算机技术重要组成部分之一,是数字化发展的一个重要方向,在工业控制和消费类电子等诸多领域具有广泛的应用。嵌入式系统可以衔接底层特殊硬件以及上层通用软件,保证应用软件延续PC机上通用性,以及用户对相关硬件的特殊要求。一般情况下,嵌入式系统需要对硬件匹配特殊的驱动程序,然后把API接口提交给系统,系统通过封装,转换为通用的API接口,给上层的应用软件使用。 本文以ARM11处理器S3C6410和嵌入式系统linux为基础,设计一种支持C++应用软件的嵌入式系统。该系统可以实现用Qt Ctreator进行软件开发,将PC上的开发的软件通过交叉编译后直接在该系统上使用。 由于linux系统支持多种架构的CPU,目前为止支持上百种型号的CPU,因此能够方便的应用于手机,掌上电脑,机顶盒,车载导航以及工业控制等智能数字产品中。本文的研究目的是将嵌入式linux操作系统移植带OK6410开发板,移植操作系统后能够建立应用程序开发环境开发应用程序,本文的重点研究将linux3.3.5内核版本移植OK6410开发板,使得开发的应用程序能够在此设备中运行,此系统也可以应用工业控制,安放监控,医疗器械以及智能传感器等方面的开发。 从20世纪60年代嵌入式系统的出现和兴起,经过了几十年的发展,嵌入式系统的应用领域不断扩大,人们对嵌入式应用的需求越来越高,这使得嵌入式软件变得越来越复杂。为了满足应用需求,增强系统的处理能力,4位、8位、16位嵌入式微处理器也逐步让位于32位嵌入式处理器。目前,嵌入式处理器主要有Am186/88.386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM系列。采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器已广泛应用于工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统各个领域,基于ARM技术的微处理器约占32位RISC微处理器75%以上的市场份额。 本课题首先论述了嵌入式操作系统的历史背景和发展历程,同时简要介绍了国内外关于这方面的研究现状以及未来的发展趋势。然后根据系统的移植过程,完成了整体的系统框架设计,最后,详细的描述了u-boot的编译于移植,linux驱动程序的设计,Qt库的编译于移植以及此平台上应用程序的开发流程。 本课题涉及到的技术内容繁多,其中重点包括ARM处理器技术,u-boot引导技术以及嵌入式操作系统linux技术等。对于本人而言,这是一个很大的挑战,要在一个裸露的硬件上实现一个操作系统的运行,而且还要保证系统的各项性能的稳定性,各个模块之间的相互配合,实现更为复杂的控制功能。 在硬件设计部分,为了降低开发成本和提高开发效率,本课题选用了飞凌的OK6410开发板作为硬件平台,在软件设计部分,本课题主要完成u-boot在S3C6410上的移植,linux在S3C6410上的移植以及Qt库在嵌入式linux系统上动态加载三部分的工作。本课题移植的嵌入式linux系统经测试能很好的运行Qt Creator开发的软件,具有很好的可靠性,达到了移植的预期目标。


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