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          基于以太網(wǎng)的嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的研究與實(shí)現(xiàn)

          作者:■ 北京工業(yè)大學(xué)電控學(xué)院 張小全 吳晴 時(shí)間:2005-01-17 來(lái)源:電子設(shè)計(jì)應(yīng)用2004年第11期 收藏

          摘    要:本文探討了在以太網(wǎng)環(huán)境下嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的構(gòu)建方法,以ARM+嵌入式開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為例,詳細(xì)地研究了方式在嵌入式開(kāi)發(fā)中的使用。
          關(guān)鍵詞:;;
          引言
          的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是目前發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn),而的開(kāi)發(fā)手段在嵌入式開(kāi)發(fā)中起著至關(guān)重要的作用。其中,通過(guò)以太網(wǎng)調(diào)試和運(yùn)行開(kāi)發(fā)程序的方法在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中得到了廣泛應(yīng)用,本文就此展開(kāi)說(shuō)明。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/4359.htm

          特點(diǎn)簡(jiǎn)介
          1. 取消了內(nèi)存管理單元MMU,具有完整的網(wǎng)絡(luò)功能。
          2. 完備的文件系統(tǒng)支持,采用了romfs文件系統(tǒng)作為根文件系統(tǒng),相對(duì)于一般的ext2文件系統(tǒng)要求更少的空間。
          3. 使用了flat可執(zhí)行文件格式:elf格式有很大的文件頭,flat文件對(duì)文件頭和一些段信息做了簡(jiǎn)化。
          4. 體積小,可移植性強(qiáng)。

          圖1  開(kāi)發(fā)環(huán)境示意圖

          常見(jiàn)的基于mClinux的嵌入
          式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境的構(gòu)建方法
          在嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,通常都要建立交叉編譯環(huán)境,圖1為常見(jiàn)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境示意圖,基于以太網(wǎng)下的調(diào)試一般應(yīng)將宿主機(jī)和用戶板接入到局域網(wǎng)中,本文以mClinux +S3C4510B的開(kāi)發(fā)環(huán)境為例進(jìn)行說(shuō)明。通常的做法是在宿主機(jī)上安裝RedHat  Linux操作系統(tǒng),并同時(shí)安裝針對(duì)ARM開(kāi)發(fā)的工具鏈arm-elf-tools。這樣,在宿主機(jī)上編輯和編譯好的用戶程序,就可以通過(guò)以太網(wǎng),將編譯后的可執(zhí)行文件下載到用戶板來(lái)運(yùn)行。下載方式主要有以下幾種。
          方式
          首先需要打開(kāi)一個(gè)超級(jí)終端,設(shè)置好相應(yīng)的通訊參數(shù),再給系統(tǒng)上電,就可以在超級(jí)終端里看到mClinux的啟動(dòng)信息。這里指明宿主機(jī)的IP地址是:10.5.22.247,用戶板的IP地址是:10.5.22.8,執(zhí)行如下命令來(lái)配置用戶板的IP:
          # ifconfig eth0 10.5.22.8
          eth0 指網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。需要注意的是,用戶板的IP地址需和宿主機(jī)的IP地址在同一網(wǎng)段,否則難以正常的訪問(wèn)宿主機(jī)。
          這時(shí)如果可以ping通宿主機(jī),就可以通過(guò)FTP方式訪問(wèn)宿主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)資源了。
          接下來(lái)選擇用戶程序的存放目錄。應(yīng)注意,如果用戶板用的是romfs文件系統(tǒng),那么只有少數(shù)幾個(gè)目錄可以訪問(wèn)(如tmp ,var等)。選好存放目錄之后,就可以通過(guò)FTP方式訪問(wèn)宿主機(jī)了,鍵入如下命令:
          # cd  /tmp
          # ftp 10.5.22.247
          然后輸入用戶名和密碼以確定是否具有訪問(wèn)權(quán)限,成功登陸之后,需要確定文件傳送格式。FTP可以用binary和ascii兩種方式來(lái)傳送文件,這里選擇的是binary方式。輸入以下指令來(lái)獲取文件:
          # binary
          # get filename
          # bye
          執(zhí)行# bye后就可以退出FTP。這時(shí)可以鍵入ls命令來(lái)查看文件是否已經(jīng)傳到選定的目錄下。接下來(lái)要做的是改變文件的權(quán)限,如果沒(méi)有可執(zhí)行權(quán)限,在用戶板中就無(wú)法運(yùn)行程序。
          # chmod 755 filename
          這里的參數(shù)“7”表示擁有讀、寫(xiě)和執(zhí)行的權(quán)限;“5”僅代表?yè)碛凶x和執(zhí)行的權(quán)限。完成以上配置后,就可以用如下命令執(zhí)行用戶程序了:
          # ./filename
          方式
          使用NFS (NetWork File System)方式可以使嵌入式應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)和調(diào)試變得更為方便,并在不同的機(jī)器、不同的操作系統(tǒng)間共享文件,因此,NFS在嵌入式開(kāi)發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前,在mClinux-2.4-x版本下配置NFS相對(duì)比較困難,下面就配置問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
          服務(wù)器(Sever)端的設(shè)置
          首先需要設(shè)置 Linux下的/etc/exports文檔,它是NFS的主要設(shè)定文檔。在Linux下的shell終端,進(jìn)行如下操作:
          # vim /etc/exports
          將這個(gè)默認(rèn)的空文件修改為只有如下一行內(nèi)容:
          /home/tmp  *(rw,no_root_ squash)
          這就表示在任何情況下,客戶端都可以訪問(wèn)服務(wù)器端的/home/tmp目錄。
          接下來(lái)要在服務(wù)器端開(kāi)啟如下的兩個(gè)進(jìn)程:
          1.開(kāi)啟NFS服務(wù)
          # /etc/rc.d/init.d/nfs      start
          啟動(dòng)NFS服務(wù):             [ OK ]
          Starting NFS quotas:      [ OK ]
          啟動(dòng)NFS 守護(hù)進(jìn)程:     [ OK ]
          啟動(dòng)NFS mounted :       [ OK ]
          2.開(kāi)啟portmap服務(wù)
          # /etc/rc.d/init.d/portmap    start
          配置完成后,可用如下辦法簡(jiǎn)單測(cè)試一下NFS是否配置成功(注意在Linux下要將防火墻關(guān)閉):在宿主機(jī)上自己mount自己,看是否成功。例如,在宿主機(jī)/目錄下執(zhí)行:
          mount 10.5.22.247:/root/   /home/zhang/mount
          然后到/home/zhang/mount/目錄下看是否可以列出/root/目錄下的所有文件和目錄。若可以,則說(shuō)明NFS在服務(wù)器端的配置成功。
          客戶端(Client)的設(shè)置
          相對(duì)于Sever端的設(shè)置,Client端使用的是 mClinux, 設(shè)置起來(lái)相對(duì)復(fù)雜一些,需要對(duì)mClinux的內(nèi)核重新編譯,并進(jìn)行相關(guān)配置。需要設(shè)置Customize  Kernel Settings 和 Customize Vender/User Setings(NEW)兩項(xiàng)。
          1. 對(duì)Customize  Kernel Settings進(jìn)行配置
          [ * ] Customize  Kernel Settings
          進(jìn)入File systems的設(shè)置,可以看到Network file systems---,將NFS File system support選中。
          2.設(shè)置Customize Vender/User Setings(NEW)
          [ * ] Customize Vender/User Setings(NEW)
          在Customize Vender/User Setings 項(xiàng)目中,選擇Network Applications之后,需要其中的portmap服務(wù),[*]  portmap即可。然后選擇mount和umount服務(wù)使mClinux支持mount和umount指令。mClinux-2.4-x的內(nèi)核對(duì)NFS mount的支持不夠,這使得在mClinux上添加NFS服務(wù)存在一些困難,而在較新的mClinux版本mClinux-2.6-x中重寫(xiě)了對(duì)NTFS文件系統(tǒng)的支持。在BusyBox中選擇mount和umount及mount NFS support三項(xiàng)即可,這樣客戶端的配置完成。最后重新編譯內(nèi)核,指令如下:
          # make menuconfig ------------- 內(nèi)核配置
          # make dep -------------尋找依存關(guān)系
          # make clean------------清除以前構(gòu)造內(nèi)核時(shí)生成的文件
          # make lib_only-----------該命令編譯庫(kù)文件
          # make user_only----------編譯用戶應(yīng)用程序文件
          # make romfs ----------生成romfs文件系統(tǒng)
          # make image----------生成romfs.o文件
          # make
          重新編譯后,會(huì)在.../image/目錄下生成image.rom文件,它是壓縮了的內(nèi)核在rom的映像文件,將其燒寫(xiě)到用戶板的Flash即可。用戶板重新啟動(dòng)之后,新的內(nèi)核已經(jīng)開(kāi)始工作,這時(shí)就可以在終端里進(jìn)行NFS mount了(以在minicom為例)。輸入如下指令:
          #mount -t nfs 10.5.22.247:/home/tmp /var/tmp /nfsmount -o  nolock
          # mount
          執(zhí)行完兩條指令后,在Linux下的minicom里會(huì)看到如下信息:
           Rootfs on / type rootfs (rw)
          /dev/rom0 on / type rootfs (ro)
          /proc on/proc type proc (rw)
          /dev/ram0 on/var type ext2 (rw)
          /dev/ram1 on /disk type ext2 (rw)
          10.5.22.247:/home/tmp on /var/tmp type nfs (rw,v3,rsize=8192,hard, udp,nolock,addr=10.5.22.2)
          這樣就將宿主機(jī)的/home/tmp目錄掛載到了用戶板的/var/tmp目錄。

          結(jié)語(yǔ)
          通過(guò)以上兩種方式的比較,可以看到,就開(kāi)發(fā)的效率來(lái)說(shuō),NFS的方式明顯具有優(yōu)勢(shì)。畢竟,用戶開(kāi)發(fā)的程序往往不能一次就調(diào)試成功,采用NFS方式使得多人同時(shí)開(kāi)發(fā)一個(gè)程序成為可能。事實(shí)上,除了文中提到的兩種方式以外,還有其它以太網(wǎng)環(huán)境下的嵌入式開(kāi)發(fā)手段,如telnet等,限于篇幅,不再詳細(xì)介紹?!?/p>

          參考文獻(xiàn)
          1 郭英見(jiàn). 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)( NFS) 的工作原理和應(yīng)用技術(shù). 計(jì)算機(jī)與通訊
          2 李駒光. ARM應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)詳解. 清華大學(xué)出版社, 2003.12
          3 鄒思鐵. 嵌入式Linux設(shè)計(jì)與應(yīng)用. 清華大學(xué)出版社, 2002.4



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