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基于Linux的嵌入式系统设计与实现

第28卷 第6期Vol.28 6№

计 算 机 工 程Computer Engineering

文献标识码:A

2002年6月

June 2002

中图分类号: TP316.89

——03 开发研究与设计技术 文章编号:1000—3428(2002)06 0254

基于Linux的嵌入式系统设计与实现

邵海东,周鹏,胡南军,陈道蓄,谢立

(南京大学计算机软件新技术国家重点实验室,南京210093)

摘 要:讨论了Linux在嵌入式系统与桌面应用方面的区别,包括在缩小Linux的系统需求方面的一些技术。并在其上设计与实现了一个基于Linux的嵌入式操作系统及其上层GUI环境。关键词:嵌入式系统;Linux;图形用户界面

Design & Implementation of an Embeded OS Based on Linux

SHAO Haidong ,ZHOU Peng, HU Nanjun , CHEN Daoxu , XIE Li

( State Key Laboratory for Novel Software ,Nanjing University , Nanjing 210093 )

【Abstract】This paper discusses some of the main differences in embedded OS and desktop OS and some techniques for lowering the system requirement of the Linux.We also use these techniques to implement an embedded OS and its high level UI.【Key words】Embedded oeperting system ; Linux ; GUI

大多数的Linux系统运行于PC平台,但是,Linux也可在作系统不会遇到任何关于版权的纠纷。毫无疑问,这会节省

嵌入式系统中可靠地工作。但是,在嵌入式领域对软件系统大量的开发费用。本身内置网络支持。而目前嵌入式系统对有特殊的需求。L-Linux是南京大学与美国LinkUp公司、中网络支持要求越来越高。Linux的高度模块化使添加部件非国海信集团3家合作的科研项目。希望在LinkUp的L7200,常容易。L7205开发系统上,类似Windows CE功能,构建一个完整Linux是一个和Unix相似、以内核为基础的、具有完全的基于Linux的嵌入式操作系统,并完成其上的一个图形用的内存访问控制、支持大量硬件(包括X86,Alpha,ARM,

Motorola等现有的大部分芯片)等特征的一种通用操作系户界面(GUI)环境。

L7200/7205是一种基于ARM体系结构的,用于高端嵌统。其程序源码全部公开,任何人可以修改并在GNU通用入式设备硬件平台。采用ARM720 为中央处理器,具有自己公共许可证(GNU General Public License)下发行。这样,开的数字协处理器,DMA数据通道,彩色LCD显示器,调制发人员可以对操作系统进行定制,适应其特殊需要。

Linux带有Unix用户熟悉的完善的开发工具,几乎所有解调器,16MB可擦写内存。除了存储器,几乎与现代PC结

构完全相同。的Unix系统的应用软件都已移植到了Linux上。Linux还提供

L7200/7205支持的嵌入式操作系统包括Windows CE。了强大的网络功能,有多种可选择窗口管理器(X

Windows)。其强大的语言编译器GCC、G++等也可以很容高端嵌入式系统要求许多诸如图形用户界面和网络支持之类

的功能,大多数原始的软件支撑平台不具备这个功能 。微易得到。不但成熟完善,而且使用方便。软的Windows CE已有此类功能,但不具备大多数嵌入式系2 嵌入式系统软件的特点统要求的实时性能。嵌入式Linux操作系统以价格低廉、功早期用于控制设备,没有用户界面的计算机,被认为是能强大又易于移植成为新兴的力量。嵌入式的。随着越来越多的设备被接到互联网上,PDA、机

1 Linux作为嵌入式操作系统的优势

嵌入式Linux是按照嵌入式操作系统的要求设计的一种小型操作系统。由一个Kernel及一些根据需要进行定制的系统模块组成。其Kernel很小,一般只有几百kB,即使加上其它必要的模块和应用程序,所需的存储空间也很小。它具有多任务多进程的系统特征,有些还具有实时性。

Linux作为嵌入式操作系统的主要优势是:可应用于多种硬件平台。Linux已经被移植到多种硬件平台,这对受开销、时间限制的研究与开发项目是很有吸引力的。原型可以在标准平台上开发后移植到具体的硬件上,加快了软件与硬件的开发过程。Linux采用一个统一的框架对硬件进行管理,从一个硬件平台到另一个硬件平台的改动与上层应用无关。Linux可以随意地配置,不需要任何的许可证或商家的合作关系。源代码可以免费得到。这使得采用Linux作为操

顶盒、手机、可视电话等设备也被认为是嵌入式的。其中相当多的功能强大的PDA已经具有早期PC的相当能力。总的来说,嵌入式系统是一种对功能、可靠性、功耗等严格要求的计算机系统。这种计算机系统功能、结构较之主流PC要简单,通常没有较大的存储器。

和通用计算机不同,嵌入式计算机的软件硬件都必然和具体的应用结合在一起,它的升级换代往往也与产品同步进行。仅从软件而言,嵌入式系统的软件一般只实现一个或几个固定的功能,这些功能在其对应的产品的销售、使用、维护期间通常都不会有任何改动。因为嵌入式系统通常使用昂贵的Flash作为存储设备,对软件大小有严格的要求。此

基于Linux的嵌入式系统设计与实现

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