一種Linux嵌入式操作系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

嵌入式linux 是將日益流行的Linux操作系統(tǒng)進行裁剪修改，使之能在嵌入式計算機系統(tǒng)上運行的一種操作系統(tǒng)。嵌入式linux既繼承了Interlnet上無限的開放源代碼資源，又具有嵌入式操作系統(tǒng)的特性。嵌入式Linux的特點是版權(quán)費免費；購買費用媒介成本技術(shù)支持全世界的自由軟件開發(fā)者提供支持網(wǎng)絡(luò)特性免費，而且性能優(yōu)異，軟件移植容易，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RT_Linux Hardhat Linux 等嵌入式Linux支持，實時性能穩(wěn)定性好安全性好。

一、選用LINUX操作系統(tǒng)做為系統(tǒng)平臺的優(yōu)勢。

首先，其內(nèi)核的源碼開放，而且許多技術(shù)問題可以在嵌入式LINUX的網(wǎng)站上得到解答，支持能夠很好，同時可以省下買其它操作系統(tǒng)源碼的開銷及相應(yīng)支持的費用；其次，LINUX操作系統(tǒng)和編譯器掌握起來較容易，對于標準C支持較好，省去熟悉操作系統(tǒng)和編譯所花費的時間；最后，通過對LINUX系統(tǒng)的開發(fā)，以后很容易開發(fā)出屬于自己平臺的產(chǎn)品，安全性方面有所提高，避免很多操作系統(tǒng)留有后門的問題。

二、采用LINUX平臺的程序運行描述。

在CPU上電或復位后，需有bootloader這個引導程序?qū)⑾到y(tǒng)引導起來，系統(tǒng)再將GUI的圖形界面調(diào)入，這時我們就可通過觸摸屏、軟鍵盤、鍵盤（自定義或標準PS/2）與手持機進行交互，以便運行我們自己所做的程序，在LCD上觀查運行的結(jié)果。

三、采用此方案需要解決的問題所采取的措施。

1、bootloader,因為其直接關(guān)系到系統(tǒng)內(nèi)核的引導，是系統(tǒng)中重要的一環(huán)，（因bootloader的源碼還沒有公開，國外的lineo公司在提供開發(fā)板時在板上已經(jīng)固化好bootloader,關(guān)于量產(chǎn)后的bootloader的提供國外的LINEO就要收到lincnes.就是因為bootloader的特殊地位，在國內(nèi)的開發(fā)板級的提供上，還沒有公司公開發(fā)布可以提供VZ嵌入LINUX的開發(fā)系統(tǒng)。但值得慶幸的是，我們工作室開發(fā)出自己的bootloader程序。有bootloaer就可以在不進入板上的操作系統(tǒng)就可與開發(fā)板進行交互，比如在線燒錄、內(nèi)存修改、程序下載等。而國內(nèi)的華恒公司就沒有bootloader 需要進入操作系統(tǒng)后對開發(fā)板進行處理。

2、編譯器及LINUX的系統(tǒng)對VZ的支持上，需要購買能支持VZ328的開發(fā)套件，最主要的是這個套件中的一個補丁程序，可以使編譯器對VZ328順利編譯通過。從網(wǎng)上下載的操作系統(tǒng)和編譯器只能夠支持對EZ328編譯，也就是華恒的那一套。

3、GUI接口及觸摸屏、軟鍵盤驅(qū)動等人機交互程序的購買。因這此對于系統(tǒng)的開發(fā)進度與性能有著至關(guān)重要的作用，如果時間充許可以自行開發(fā)，這樣做的難度將會很大。也可以考慮從第三方購買。當然我們工作室外些已經(jīng)完成了。

四、可以提供我們嵌入式LINUX系統(tǒng)支持的第三方的情況

1、公司

a.北京共創(chuàng)開源軟件公司，其有對嵌入ARM有成熟的LINUX系統(tǒng)的GUI解決方案，對DragONBall體系還沒有成熟的方案，主要是指它的GUI部分。但價錢將會很貴。

b.中國科大合肥的華恒科技網(wǎng)絡(luò)有限公司，其能夠提供EZ的開發(fā)板及相應(yīng)LINUX套件，但對于VZ來說還沒有發(fā)布。

c.國外的Lineo公司，提供LINUX系統(tǒng)全套開發(fā)支持包括開發(fā)板和開發(fā)編譯系統(tǒng)，開發(fā)板報價為775美金，有一個關(guān)鍵性的開發(fā)套件PRE10可能得495美金，共為1270美金。英文支持較好，但本地支持不夠好，亞洲只有日本與臺灣有辦理處。

五、當前國內(nèi)LINUX嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展情況

在中國，嵌入式操作系統(tǒng)可分為兩大類型：一類是自主版權(quán)的操作系統(tǒng)，另外一類是基于Linux的操作系統(tǒng)。近年來，嵌入式Linux進展較快。在中國，以Linux為基礎(chǔ)的嵌入式操作系統(tǒng)比較活躍，其中中軟Linux、紅旗Linux、東方Linux是業(yè)界的代表。中軟總公司以數(shù)控平臺為背景，推出了中軟Linux3.0.中軟嵌入式Linux是實時系統(tǒng)，這套基于Linux的嵌入式系統(tǒng)不僅滿足了數(shù)控機床的需求，同時可以應(yīng)用于其它工業(yè)控制范疇。紅旗Linux把工控和信息家電作為首要的發(fā)展范疇。紅旗Linux為用戶提供了Windows風格的控件集、圖形中文環(huán)境和嵌入式數(shù)據(jù)庫的研發(fā)東西。中科紅旗公司研發(fā)出了針對工控范疇的嵌入式Linux系統(tǒng)。東方Linux是凱思集團推出的產(chǎn)品。凱思路程經(jīng)過過程與中芯微合作，已經(jīng)推出了網(wǎng)絡(luò)計算機（NC）。采用東方Linux的NC系列產(chǎn)品除具有傳統(tǒng)終真?zhèn)€功效之外，還具有本地計算能力，用戶可以路程經(jīng)過過程NC使用安裝在服務(wù)器上的應(yīng)用步伐，并可以使用多種本地軟件。該產(chǎn)品工作方式基于集中與開放網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的運算標準樣式，兼容多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標準，用戶可以在任意地點路程經(jīng)過過程網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，實時拜候服務(wù)器真?zhèn)€應(yīng)用步伐。該產(chǎn)品可應(yīng)用于政府、國防、教育、商業(yè)、金融等范疇。

附：基于Motorola的68K體系結(jié)構(gòu)的DragonBall 68VZ328處理器

一、應(yīng)用介紹：

DragonBall系列是準32位嵌入式CPU,因其價格低，功能強大，被很多PDA廠家采用，商務(wù)通、快易通、名人、震旦都有其CPU的PDA.而在其精華所在應(yīng)該是Motorola在推出DragonBall這個體系CPU同時所做的那款寶典828,但因此RF部分采用的是FLAX協(xié)議，全國無線尋求統(tǒng)一頻點，而沒有推開，接下摩式放棄自己的手寫慧筆、放棄尋呼市場，當然也就放棄了PDA市場，而成為一個PDA方案的提供商。但提供芯片所帶結(jié)他的利潤要比做PDA省事而且好的多。

DragonBall這款CPU除主要用于PDA外，還可用于一些手持終端上，比如POS、數(shù)據(jù)采集終端。還可用于固定終端，比如收款機、采票機、醫(yī)療設(shè)備、電腦電話上，同時也可用于電子書、MP3主控CPU上。

該款CPU在今后幾年將以絕對優(yōu)勢大面積占領(lǐng)市場，其勢將直逼51,因此很多公司都準備開發(fā)其產(chǎn)品，當然也有有數(shù)的幾個公司在開發(fā)其嵌入的LINUX操作系統(tǒng)，我們東恒工作室也是一個，但不是公司，是個同學組成的團隊，LINUX已成功運行，GUI及一些應(yīng)用都已完成。最后的工作與有識公司合作，共創(chuàng)品牌了。

二、支持的操作系統(tǒng)：
2.1 Motorola PPSM 實時單任務(wù)操作系統(tǒng)。
2.2 ATI Nuclues 實時多任務(wù)操作系統(tǒng)。
2.3 Microsoft WindowsCE 操作系統(tǒng)。
2.4 Linux
2.5 PalmOS

三、主處理器特性：
3.1 基于FLX68K核。
3.2 外圍芯片選擇邏輯和總線接口，尋址空間達4G.
3.3 時鐘產(chǎn)生模式和電源控制。
3.4 76個并行通用目的I/O口。
3.5 兩個脈沖寬度調(diào)節(jié)器，和一個PWM輸出。
3.6 兩個通用目的定時器。
3.7 兩個串行SPI.
3.8 兩個UART和紅外接口支持。
3.9 內(nèi)部LCD控制器，支持STN彩色及單色，分辨率可達640*512.
3.10 計數(shù)可達512天的實時實鐘。
3.11 內(nèi)部WatchDog
3.12 DRAM 控制器支持EDO 和SDRAM.
3.13 ICE 仿真模式支持。
3.14 Bootstrap 模式支持。
3.15 外部時鐘32.768KHz,內(nèi)部33MHz,5.4MIPS.
3.16 9個中斷輸入口，7級中斷，4個可專用于鍵盤中斷。
3.17 處理器性能與速度比EZ328要高一倍以上。