嵌入式linux系統(tǒng)及其應(yīng)用前景

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1、嵌入式Linux系統(tǒng)及其應(yīng)用前景

2、第1關(guān)鍵詞：嵌入式Linux操作系統(tǒng)應(yīng)用前景引言近年來，隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及和3C（計算機、通信、消費電子）合一的加速，微型化和專業(yè)化成為發(fā)展的新趨勢，嵌入式產(chǎn)品成為信息產(chǎn)業(yè)的主流。Linux從1991年問世到現(xiàn)在，短短的十幾年時間已經(jīng)發(fā)展成為功能強大、設(shè)計完善的操作系統(tǒng)之一；可運行在X86、Alpha、Sparc、MIPS、PPC、Motorola、NEC、ARM等多種硬件平臺，而且開放源代碼，可以定制；可與各種傳統(tǒng)的商業(yè)操作系統(tǒng)分庭抗爭。越來越多的企業(yè)和

3、研發(fā)機構(gòu)都轉(zhuǎn)向嵌入式Linux的開發(fā)和研究上，在新興的嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)也獲得了飛速發(fā)展。1嵌入式Linux的特點　　嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適用于系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。實時性是嵌入式系統(tǒng)的基本要求，其次，還要求代碼小，速度快，可靠性高。嵌入式Linux（EmbeddedLinux）是指對Linux經(jīng)過裁剪小型化后，可固化在存儲器或單片機中，應(yīng)用于特定嵌入式場合的專用Linux操作系統(tǒng)。嵌入式Linux的開發(fā)和研究已經(jīng)成為目前操作系統(tǒng)領(lǐng)域的一個熱點

4、。與其它嵌入式操作系統(tǒng)相比（詳見表1），Linux的特點如下。表1專用嵌入式實時操作系統(tǒng)與嵌入式Linux的比較　專用嵌入式實時操作系統(tǒng)嵌入式Linux操作系統(tǒng)版權(quán)費每生產(chǎn)一件產(chǎn)品需交納一份版權(quán)費購買費用數(shù)十萬元（RMB）技術(shù)支持由開發(fā)商獨家提供有限的技術(shù)支持全世界的自由軟件開發(fā)者提供支持網(wǎng)絡(luò)特性另加數(shù)十萬元（RMB）購買且性能優(yōu)異軟件移值難（因為是封閉系統(tǒng)）易，代碼開放（有許多應(yīng)用軟件支持）應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)周期長，因為可參考的代碼有限短，新產(chǎn)品上市迅速，因為有許多公開的代碼可以參考和移植實時性能好須改進，可用PT_Linux等模塊彌

5、補穩(wěn)定性較好較好，但在高性能系統(tǒng)中須改進　　第一，Linux系統(tǒng)是層次結(jié)構(gòu)且內(nèi)核完全開放。Linux是由很多體積小且性能高的微內(nèi)核系統(tǒng)組成。在內(nèi)核代碼完全開放的前提下，不同領(lǐng)域和不同層次的用戶可以根據(jù)自己的應(yīng)用需要方便地對內(nèi)核進行改造，低成本地設(shè)計和開發(fā)出滿足自己需要的嵌入式系統(tǒng)。　　第二，強大的網(wǎng)絡(luò)支持功能。Linux誕生于因特網(wǎng)時代并具有Unix的特性，保證了它支持所有標準因特網(wǎng)協(xié)議，并且可以利用Linux的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧將其開發(fā)成為嵌入式的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。此外，Linux還支持ext2、fat16、fat32、romfs

6、等文件系統(tǒng)，為開發(fā)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用打下了很好的基礎(chǔ)。　　第三，Linux具備一整套工具鏈，容易自行建立嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境和交叉運行環(huán)境，可以跨越嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中仿真工具的障礙。Linux也符合IEEEPOSIX.1標準，使應(yīng)用程序具有較好的可移植性?！　鹘y(tǒng)的嵌入式開發(fā)的程序調(diào)試和調(diào)試工具是用在線仿真器（ICE）實現(xiàn)的。它通過取代目標板的微處理器，給目標程序提供一個完整的仿真環(huán)境，完成監(jiān)視和調(diào)試程序；但一般價格比較昂貴，只適合做非常底層的調(diào)試。使用嵌入式Linux，一旦軟硬件能夠支持正常的串口功能，即使不用仿真器，也可以很好地進行

7、開發(fā)和調(diào)試工作，從而節(jié)省一筆不小的開發(fā)費用。嵌入式Linux為開發(fā)者提供了一套完整的工具鏈（toolchain）。它利用GNU的gcc做編譯器，用gdb、kgdb、xgdb做調(diào)試工具，能夠很方便地實現(xiàn)從操作系統(tǒng)到應(yīng)用軟件各個級別的調(diào)試。　　第四，Linux具有廣泛的硬件支持特性。無論是RISC還是CISC、32位還是64位等各種處理器，Linux都能運行。Linux通常使用的微處理器是IntelX86芯片家族，但它同樣能運行于Motorola公司的68K系列CPU和IBM、Apple、Motorola公司的PoentToolkit

8、、SDSCrosspiler、icrosoftEmbeddedVisualC++等。交叉開發(fā)環(huán)境是指編譯、鏈接和調(diào)試嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境。它與運行嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境有所不同，通常采用宿主機/目標機模式，見圖3?！　〉诙?，交叉編譯和鏈接。在完成嵌入式軟件的編碼之后，就是進行編譯和鏈接，以生成可執(zhí)行代碼。由于開發(fā)過程大多是在Intel公司x86系列CPU的通用計算機上進行的，而目標環(huán)境的處理器芯片卻大多為ARM、MIPS、Po-linux-gcc是交叉編譯器，arm-linux-ld是交叉鏈接器。通常情況下，并不是每一種體系結(jié)構(gòu)的

9、嵌入式微處理器都只對應(yīng)于一種交叉編譯器和交叉鏈接器。如對于M68K體系結(jié)構(gòu)的gcc交叉開發(fā)環(huán)境而言，就對應(yīng)于多種不同的編譯器和鏈接器。如果使用的是COFF格式的可執(zhí)行文件，那么在編譯Linux內(nèi)核時，需要使用m68k-coff-gcc和m68k-c