以实际需求为研究核心的嵌入式系统,是以计算机技术做为其理论基础,软件和硬件可以根据需求灵活定制,并对系统要提供的功能、产品研发耗费成本等有具体限制的系统。由于软件和硬件设计的灵活性,使得嵌入式系统与传统PC机系统有很大不同。嵌入式系统是在进行具体系统设计时,根据不同的实际应用的需求来选择合适的软硬件方案。本文研究的课题是一个具有网络电话功能的光网络以太网交换项目,为了实现该系统功能,分软硬件两部分提出了设计方案,完成并实现了系统的设计目标。首先根据系统平台要实现的硬件功能,提出了硬件电路的模块化设计方案,针对系统要使用的器件做了选型,对关键模块和接口的详细设计进行了实现。硬件设计方案每一部分的功能和硬件接口比较明确,不但设计过程比较清晰,而且有利于故障的排查。硬件设计工作与驱动软件设计紧密相关,所以硬件设计充分考虑了软件驱动设计的方便性。硬件设计工作完成后,为了方便调试、升级系统代码,本文利用硬件仿真器对启动代码完成了调试,实现了启动代码在该硬件平台的代码移植,完成了硬件开发平台的最小启动环境。在该启动环境下,编写实现了串口、网络控制器、DDR SDRAM及Flash等外部设备的驱动程序,使所有硬件设备都可以在启动代码环境下正常使用,方便下载、调试及升级系统代码。为了更好的考虑以后的产品升级工作,实现了针对系统代码的升级程序。为了方便实现上层协议、交换机配置管理、远程Web管理等功能,需要在该嵌入式平台运行操作系统。为此本文在前面启动代码环境下,完成了版本为2.6.18的Linux操作系统内核代码在系统硬件平台的移植。针对电路板上各种不同种类的外部设备,实现了EMAC控制器、以太网交换机芯片、E2PROM、SPI控制器、指示灯、按键中断、LE88221电话芯片、ASP音频接口及MDIO接口等驱动程序,为上层应用软件提供了硬件平台无关的接口。针对Flash存储设备特点,实现了针对Flash设备的文件系统JFFS2的制作。为了更好的利用Flash设备空间,对Flash设备的分区进行了调试和实现。为了满足系统需要,调整了Linux内核对USB设备的支持,使USB设备可以在系统平台上使用。本文研究课题的实现过程已经成功应用在具体系统中,并经过了严格的测试。研究课题所做的工作,也是一个典型嵌入式系统开发中的必要的和最困难的工作。研究Linux在嵌入式设备上的典型应用实现过程,对于研究和应用嵌入式操作系统、硬件设备驱动设计等,都有很大的实践和指导意义。