嵌入式PocketIX技術(shù)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景

IT業(yè)，如果要問(wèn)當(dāng)今最熱門(mén)的話題是什么，從事硬件開(kāi)發(fā)的人會(huì)毫不猶豫地回答：信息家電；從事軟件開(kāi)發(fā)的人同樣也會(huì)毫不猶豫地回答：Linux。事實(shí)上，多年以前，當(dāng)人們?cè)谡務(wù)揚(yáng)DA、手持電腦、機(jī)頂盒時(shí)，后PC時(shí)代就到來(lái)了，或者說(shuō)信息家電時(shí)代到來(lái)了。信息家電之所以直到現(xiàn)在才變得火爆，一個(gè)很重要的原因就是Linux的加入。廉價(jià)的Linux資源與信息家電結(jié)合，真正宣告了信息家電時(shí)代的到來(lái)！嵌入于信息家電（或其他設(shè)備）中的Linux——嵌入式Linux,是國(guó)際軟件界的一個(gè)新寵。Linux是個(gè)天生的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，因?yàn)樗菑腢nix衍生出來(lái)的，Unix已經(jīng)發(fā)展了幾十年，成熟而且穩(wěn)定。Linux是Open Source的，任何人都可以修改它，或者開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用。Linux系統(tǒng)是可以定制的，系統(tǒng)內(nèi)核最小時(shí)只有140kB。一個(gè)帶有中文系統(tǒng)以及圖形化界面的核心程序也可以做到不足1MB，而且同樣穩(wěn)定！因此，Linux作為嵌入式系統(tǒng)，是非常有潛力的。

國(guó)際上有數(shù)以百計(jì)的嵌入式Linux開(kāi)發(fā)計(jì)劃，在國(guó)內(nèi)，這方面的發(fā)展也是很快的。博利思軟件公司在這方面做了一些有益的嘗試，并于最近推出了一個(gè)嵌入式Linux操作系統(tǒng)——PocketIX 預(yù)覽版（下載網(wǎng)址為：www.pocketix.com/software/software.htm。）。PocketIX是一個(gè)內(nèi)核基于標(biāo)準(zhǔn)Linux的嵌入式操作系統(tǒng)，由一個(gè)體積很小的內(nèi)核及一些可以根據(jù)需要進(jìn)行定制的系統(tǒng)模塊組成。其系統(tǒng)占用空間小、啟動(dòng)速度快、穩(wěn)定性好，并具有多任務(wù)、多線程的特征。與傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)相比，PocketIX采用標(biāo)準(zhǔn)的Linux結(jié)構(gòu)，所有運(yùn)行在標(biāo)準(zhǔn)Linux下的應(yīng)用軟件都可平滑移植到該系統(tǒng)上。

PocketIX的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

標(biāo)準(zhǔn)的Linux系統(tǒng)通常用于服務(wù)器、桌面環(huán)境，很多功能和機(jī)制不適于做嵌入式系統(tǒng)，如安全系統(tǒng)、日志、大量的服務(wù)器程序等等。同時(shí)，有些嵌入式系統(tǒng)的特色功能，標(biāo)準(zhǔn)的Linux沒(méi)有提供。為此，必須大規(guī)模地改造標(biāo)準(zhǔn)Linux。根據(jù)分析，嵌入式Linux產(chǎn)品可劃分為L(zhǎng)inux Thin Server/Thin Client、帶有小GUI的Linux、無(wú)界面的Linux、基于PDA的Linux等四大系列。我們還知道，嵌入式系統(tǒng)與桌面系統(tǒng)一個(gè)很大的不同就是，嵌入式系統(tǒng)中并沒(méi)有像桌面系統(tǒng)一樣的WinTel聯(lián)盟，CPU芯片更是五花八門(mén)，這就為開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了很多的麻煩。PocketIX將來(lái)的版本將支持大部分的芯片和平臺(tái)。

PocketIX的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于：

精簡(jiǎn)的內(nèi)核設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)的Linux中，文件系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序、網(wǎng)絡(luò)支持等很多功能是在內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)的，所以其內(nèi)核相當(dāng)復(fù)雜。為此PocketIX保留了必要的功能，將無(wú)關(guān)的模塊從內(nèi)核中剔除。

瞬時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī) 標(biāo)準(zhǔn)Linux開(kāi)機(jī)需要大量時(shí)間裝載系統(tǒng)、檢測(cè)并初始化設(shè)備和文件系統(tǒng)、啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)程序以及檢查硬盤(pán)等工作，而嵌入式應(yīng)用要求能夠瞬時(shí)開(kāi)機(jī)。所以PocketIX采用了存儲(chǔ)映像和一系列相關(guān)技術(shù)，使系統(tǒng)可以瞬時(shí)加載。

良好的可移植性 考慮到Linux提供了豐富的開(kāi)放源程序資源，系統(tǒng)必須提供與標(biāo)準(zhǔn)Linux一致的API，使得現(xiàn)有程序無(wú)須修改或少量修改即可使用。這里的API包括語(yǔ)法上的，如函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用的格式；也有語(yǔ)義上的，如相同的設(shè)備名有相同的功能。

GUI/漢字系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)的Linux通常采用X Window作GUI。對(duì)于某些嵌入式應(yīng)用而言，這些程序太龐大了，為此，PocketIX采用了X和非X兩種GUI系統(tǒng)。

精心構(gòu)建的存儲(chǔ)方案 在服務(wù)器和桌面平臺(tái)，存儲(chǔ)器通常有硬盤(pán)、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)資源等。標(biāo)準(zhǔn)的Linux針對(duì)各種存儲(chǔ)介質(zhì)，在容量、速度、成本的特點(diǎn)上采用了虛擬存儲(chǔ)、緩沖等機(jī)制。在嵌入式平臺(tái)上，內(nèi)存比較小，通常采用Flash memory而不是硬盤(pán)作持久存儲(chǔ)介質(zhì)。針對(duì)這種特點(diǎn)，PocketIX取消了硬盤(pán)上的交換空間，并對(duì)內(nèi)存分配過(guò)程安排了更為密集的管理，保持較充足的連續(xù)內(nèi)存空間。在內(nèi)存映射機(jī)制上，PocketIX大量采用共享庫(kù)并提供了共享庫(kù)的換出機(jī)制，減少內(nèi)存消耗。

PocketIX的特征

PocketIX采用Linux標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核，但對(duì)其進(jìn)行裁減及補(bǔ)充，使其更緊湊。它采用圖形化界面，目前所有的安裝均可在Windows進(jìn)行，且可由用戶(hù)自行選擇多種定制的圖形界面。它采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化漢字處理技術(shù)，支持多種漢字輸入技術(shù)。目前的應(yīng)用中只提供一種漢字字體，以節(jié)省空間,但同時(shí)為了適應(yīng)嵌入式的應(yīng)用，允許用戶(hù)自己加裝字體。所有Unix及Linux程序均可平滑移植到PocketIX系統(tǒng)上。

PocketIX不帶X的系統(tǒng)配置要求為內(nèi)存 4MB、磁盤(pán) 5MB；帶X的系統(tǒng)配置要求為內(nèi)存 4MB、磁盤(pán) 20MB。PocketIX支持多種32位CPU ，目前支持Intel386以上的CPU，未來(lái)將支持ARM、Intel、Motorola、NEC等多種微處理器。

PocketIX支持標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和TCP／IP協(xié)議、支持標(biāo)準(zhǔn)的X Window。中文支持采用國(guó)際化路線：

1、桌面管理器具有Win95風(fēng)格，有標(biāo)準(zhǔn)的選單條、時(shí)鐘、系統(tǒng)資源指示器和郵件按鈕指示。
2、文件管理器類(lèi)似于Windows的Explorer，同時(shí)提供文件管理器和Web瀏覽器及ftp客戶(hù)端的功能。
3、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)計(jì)算器。
4、一個(gè)功能增強(qiáng)的、類(lèi)似于寫(xiě)字板的正文編輯。
5、F3可進(jìn)入智能拼音輸入方法；F7可進(jìn)入五筆字型輸入方法。
6、Ctrl＋Space可在中文和英文輸入方法之間切換。
7、提供了多桌面切換功能和大多數(shù)X Window的桌面管理器一樣。
8、其它Linux下的應(yīng)用可方便地移植到此系統(tǒng)中，用戶(hù)可根據(jù)需要自己加上。

PocketIX的應(yīng)用

PocketIX為嵌入式Linux 0.86預(yù)覽版，它不用單獨(dú)的Linux分區(qū)，只在c:下建個(gè)目錄。系統(tǒng)占用20MB硬盤(pán)空間。為了方便試用，而又不影響原有環(huán)境，PocketIX沒(méi)有單獨(dú)為系統(tǒng)建立分區(qū)。

安裝和刪除

下載PocketIX文件包，解開(kāi)之后，執(zhí)行setup.exe即可，系統(tǒng)會(huì)裝在C:Linux.PLG之下，從開(kāi)始－>程序選單中運(yùn)行。第一次運(yùn)行之前，先要到C:Linux.PLG下，點(diǎn)Linux.BAT文件，右鍵，“屬性”，“程序”，“高級(jí)”，選中“MS－DOS方式”。通過(guò)“控制面板”的“添加/刪除程序”可以刪除本系統(tǒng)。

以太網(wǎng)配置

暫用via－rhine網(wǎng)卡。如果不是，請(qǐng)把對(duì)應(yīng)＊.o模塊文件拷到/lib/modules/2.2.13－18/net下，執(zhí)行l(wèi)dconfig,再在/etc/init.d/network 文件開(kāi)始處（一定要在 ifconfig 之前），加入下面一行：imsmod 模塊名。注意不用.o。

網(wǎng)絡(luò)配置

均有缺省值可參考。在/etc/config/下有 hostname、 ipaddr、netmask、network、broadcast、gateway六個(gè)文件，其內(nèi)容依次為主機(jī)名、IP地址、網(wǎng)絡(luò)掩碼、網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址、網(wǎng)關(guān)地址。修改即可。如果沒(méi)有網(wǎng)關(guān)，在/etc/init.d/network 文件中注釋掉(行首加＃)gateway行。
鼠標(biāo)

暫用串口鼠標(biāo),“Microsoft“協(xié)議，串口1(/dev/ttyS0)。否則改/etc/X11/XF86Config 中Pointer段。

如果是串口2,將/dev/ttyS0改為/dev/ttyS1,依此類(lèi)推。

如果是PS/2鼠標(biāo)，將“Microsoft“改為“PS/2“，/dev/ttyS0改為“/dev/psaux“。

顯卡/顯示器配置

顯卡在/etc/X11/XF86Config 中Device和Screen段。暫用比較通用的SVGA，1MB顯存。
如果顯存為2MB,改“Device“段VedioRam行的“1MB“為“2MB“,依此類(lèi)推。
如果顯卡不是SVGA的，用對(duì)應(yīng)X服務(wù)器（一個(gè)文件）覆蓋“/etc/X11R6/bin/XF86_SVGA“即可。

顯示器暫時(shí)配置

默認(rèn)值：大小為640×480，垂直刷新率為60Hz，水平刷新率為24kHz，顏色深度為8位。
大小如果為800×600，將Device段Modeline “640×480“后（不包括本身）第2、6數(shù)字依次改為800、600。顏色深度如果為16位，將Screen段Depth行的8 改為16。
ftp/telnet Server
暫時(shí)未配。

運(yùn)行X

以root登錄后，鍵入 starx 即可。如有問(wèn)題，想看看相關(guān)信息，請(qǐng)運(yùn)行 startx 1。 PocketIX本身并不需要 Windows,為了便于安裝、測(cè)試，系統(tǒng)不占用專(zhuān)門(mén)的分區(qū)。PocketIX For Windows PRE 0.86的安裝程序分兩個(gè)版本，帶X的安裝程序大小為16MB，安裝展開(kāi)后約為20MB左右。不帶X的安裝展開(kāi)后約為4MB。

PocketIX在以下環(huán)境下運(yùn)行良好

研華PCM－3346。一個(gè)典型的all－in－one CPU板，其構(gòu)成為標(biāo)準(zhǔn)的PC/104模塊，尺寸90×96cm，號(hào)稱(chēng)市場(chǎng)上最小的、完整的SBC。技術(shù)指標(biāo)如下：

1、集成于主板的CPU：ST Thompson DX－66 STPC Client（相當(dāng)于Intel486/66）。
2、BIOS: AWARD 256KB Flash BIOS。
3、集成于主板的32MB SO DIMM內(nèi)存。
4、SSD：支持一個(gè)CompactFlash Card 用于仿真HDD。
5、100 Base T以太網(wǎng)。
6、ATX電源、Modem喚醒、一個(gè)EIDE口、一個(gè)PC－AT鍵盤(pán)口、一個(gè)FDD口、二個(gè)RS－232口、一個(gè)并行口支持SPP/EPP/ECP。
7、圖形：高性能64位Windows加速（UMA）共享內(nèi)存VGA。
8、±12V，±5V電源接口。
9、PC／104擴(kuò)展：16位PC／104模塊接口。

應(yīng)用領(lǐng)域與前景

目前PocketIX只是一個(gè)預(yù)覽版，其正式版本不僅可以廣泛應(yīng)用于移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)(PPC)、 家庭信息環(huán)境（機(jī)頂盒、數(shù)字電視）、 工業(yè)、商業(yè)控制（智能工控設(shè)備、POS/ATM機(jī)）等信息家電上，還可應(yīng)用于與Internet相聯(lián)接的一切接入設(shè)備。該系統(tǒng)目前在X86芯片上運(yùn)行,以后將會(huì)支持PA－RISC、Power PC、ARM、Strong ARM、MIPS、68XXX等多種芯片。

嵌入式軟件有廣泛的應(yīng)用:

機(jī)頂盒市場(chǎng) 機(jī)頂盒將在未來(lái)幾年取得快速發(fā)展,8000萬(wàn)戶(hù)的有線電視網(wǎng)用戶(hù)、1億以上的有線電話網(wǎng)用戶(hù)為其提供了網(wǎng)絡(luò)條件。機(jī)頂盒不僅可使模擬電視接收數(shù)字電視節(jié)目,可以上網(wǎng),還可能成為未來(lái)家庭的控制中心。

掌上電腦(或PDA) 掌上電腦易于使用、攜帶方便、價(jià)格便宜,因此,未來(lái)幾年將在我國(guó)得到快速發(fā)展,估計(jì)5年內(nèi)總銷(xiāo)量達(dá)到3000萬(wàn)臺(tái)。從功能上看,掌上電腦(或PDA)將擴(kuò)充通訊功能,甚至?xí)哂惺謾C(jī)和尋呼機(jī)的功能。

手機(jī)、尋呼機(jī)市場(chǎng) 手機(jī)和尋呼機(jī)上網(wǎng)將成為新的趨勢(shì)。

車(chē)載盒 隨著全球定位技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用,車(chē)載盒會(huì)成為汽車(chē)族的時(shí)尚。

工業(yè)控制 信息電器所涉及的芯片技術(shù)、嵌入式軟件、通訊技術(shù)在工業(yè)控制中也能獲得廣泛應(yīng)用。