嵌入式系统硬件抽象层研究及其在开发过程中的应用

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作为嵌入式系统的核心,嵌入式操作系统能够有效地保护先期投资,缩短开发周期,降低开发难度,因而在目前的嵌入式设备中得到越来越广泛的应用。本文来源于“综合信息可视化车辆管理系统”项目,在总结了基于LH7A400开发板上的嵌入式Linux平台开发工作的基础上,对使用硬件抽象层方案来解决嵌入式操作系统可移植性的问题做了有益的尝试。 本文首先研究了嵌入式系统体系结构及嵌入式操作系统的重要地位,分析了当前操作系统移植方案的不足,给出了嵌入式应用对嵌入式操作系统提出的可移植性需求,提出设计可移植嵌入式操作系统应该遵循层次化、模块化和对象化的原则。紧接着介绍了嵌入式系统硬件抽象层的定义、结构、功能、表现形式及其在嵌入式体系结构中的地位,表明了引入硬件抽象层对嵌入式开发的实践意义。在此基础上,利用面向对象的思路设计了一套嵌入式系统硬件抽象层框架EHAL(Embedded Hardware Abstraction Layer)。将嵌入式系统所有与硬件相关代码封装在这个框架内,屏蔽了操作系统对硬件设备的直接操作。根据硬件抽象层的初始化功能,在LHTA400开发板上移植了U-BOOT,并跟踪了其工作流程;根据硬件抽象层封装硬件相关驱动的功能,利用EHAL框架对现有的Linux下的部分驱动程序进行了改造,并通过比较移植的工作量,证明了引入硬件抽象层能够有效降低操作系统移植的复杂度,提高操作系统的可移植性。
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