基于ADSP-BF533的μClinux嵌入式系統(tǒng)移植與開發(fā)
Blackfin處理器是基于由美國模擬器件公司(ADI)和Intel公司聯(lián)合開發(fā)的微信號架構(gòu)(MSA)的首款第4代DSP產(chǎn)品,它是ADI公司16 位產(chǎn)品的一個大系列。這一新產(chǎn)品是專為通信和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計的通用DSP芯片,適合處理廣泛用于互聯(lián)網(wǎng)中的大量圖像、聲音、文本和數(shù)據(jù)流,也可應(yīng)用于汽車電子可視系統(tǒng)、寬帶無線系統(tǒng)、消費類多媒體電子、數(shù)字攝像機、多通道VoIP、安全和監(jiān)督、機頂盒和視頻電話會議等方面。本文所用到的ADSP-BF533是Blackfin系列處理器的典型代表。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/150264.html μClinux簡介
μClinux從Linux 2.0/2.4內(nèi)核派生而來,沿襲主流Linux的絕大部分特性。它是專門針對沒有MMU的CPU,并且為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作。適用于沒有虛擬內(nèi)存或內(nèi)存管理單元(MMU)的處理器。由于μClinux在標準的Linux基礎(chǔ)上進行了適當?shù)牟眉艉蛢?yōu)化,形成了一個高度優(yōu)化的、代碼緊湊的嵌入式 Linux。雖然它的體積很小,但μClinux仍然保留了Linux的大多數(shù)的優(yōu)點:穩(wěn)定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能、完備的對各種文件系統(tǒng)的支持、以及標準豐富的API等。
μClinux的主要特點如下:
(1)內(nèi)存管理
這部分是μClinux與傳統(tǒng)Linux區(qū)別最大的地方。對于μClinux來說,其設(shè)計針對沒有MMU的處理器,即μC1inux不能使用處理器的虛擬內(nèi)存管理技術(shù),μClinux仍然采用存儲器的分頁管理。系統(tǒng)在啟動時把實際存儲器進行分頁,在加載應(yīng)用程序時程序分頁加載,但是由于沒有MMU管理,因此實際上μClinux采用實存儲器管理策略。這一點影響了系統(tǒng)工作的很多方面。
(2)μC1inux的內(nèi)核加載方式
μClinux的內(nèi)核有2種可選的運行方式:可以在FLASH上直接運行,也可以加載到內(nèi)存中運行。由于RAM的存取速率要比FLASH高,因此后者可以減少內(nèi)存需要,運行速度也更快。
(3)μClinux的文件系統(tǒng)
μClinux系統(tǒng)采用rotors文件系統(tǒng)。這種文件系統(tǒng)相對于一般的ext2文件系統(tǒng)要求更少的空間。這是由于內(nèi)核支持romfs文件系統(tǒng)比支持 ext2文件系統(tǒng)需要更少的代碼,而且romfs文件系統(tǒng)相對簡單建立文件系統(tǒng)超級塊(superblock)需要的存儲空間更少。
(4)μClinux的應(yīng)用程序庫
μClinux小型化的另一個做法是重寫應(yīng)用程序庫。相對于越來越大且越來越全的庫glibc μClibc對libc做了精簡。
(5)可執(zhí)行文件格式
μClinux系統(tǒng)使用flat可執(zhí)行文件格式。另外,μClinux還提供通用的Linux APl支持完整的TCP/IP協(xié)議堆棧和大量其他的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,支持包括NFSext2ROMfs等多種文件系統(tǒng)。
2 建立μClinux開發(fā)環(huán)境
嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)與一般的應(yīng)用開發(fā)最大的差別在于,前者需要建立特殊的硬件環(huán)境,而后者一般基于特定的操作系統(tǒng)或分布式平臺。后者的平臺已經(jīng)對硬件或網(wǎng)絡(luò)媒質(zhì)做了抽象,從而不需要由系統(tǒng)開發(fā)者來完成這些工作。而在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中,這也由開發(fā)者完成。
嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境一般分成主機端(HOST)和目標板(TARGET)兩個部分。主機端是開發(fā)平臺,用于運行開發(fā)過程中的各種工具(如Linux操作系統(tǒng)和ADI提供的集成開發(fā)環(huán)境Visual DSP++等);目標板是運行和測試平臺,是嵌入式系統(tǒng)的最終駐留環(huán)境。在主機端和目標板之間需要通過某種方式進行通信,如使用。RS 232串口或網(wǎng)口。通信的目的在于發(fā)送控制指令和傳輸數(shù)據(jù),同時獲得反饋信息。圖1是系統(tǒng)移植工作的硬件環(huán)境。
目標板的硬件平臺如圖1所示:
主機端的PC使用COM1和BF533的UART相連接,通過串口完成對目標板的必要控制功能。本文設(shè)計的ADSP—BF533目標板上配備有1塊SMSC LAN91C111以太網(wǎng)卡芯片和主機端建立原始(raw)IP連接,使用鏈路層地址完成大批量數(shù)據(jù)的傳送。
在硬件環(huán)境建立之后,就需要創(chuàng)建軟件開發(fā)環(huán)境。軟件環(huán)境主要是指Blackfin體系結(jié)構(gòu)的交叉編譯環(huán)境。建立交叉編譯環(huán)境首先要有交叉開發(fā)工具。交叉編譯工具是指一組運行在某一種處理器上,卻可以編譯出另一種處理器卜執(zhí)行的指令的工具。它由一套用于編譯、匯編和鏈接內(nèi)核及應(yīng)用程序的組件組成,通過編譯可以使μClinux內(nèi)核和應(yīng)用程序在目標設(shè)備上運行。
編譯μClinux一般使用GNU開發(fā)套件作為交叉編譯器工具鏈,它包括一系列的開發(fā)和調(diào)試工具。在官方網(wǎng)站 http://blackfin.μClinux.org上提供了Blackfin系列處理器內(nèi)核的交叉編譯工具。下載后按照說明解壓到Linux系統(tǒng)的相應(yīng)文件夾里,并設(shè)置系統(tǒng)環(huán)境變量,使這些交叉編譯工具所在的目錄為全局環(huán)境變量。至此就建立好了μClinux的軟件開發(fā)
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解(linux不再難懂)
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