基于ARM的嵌入式Linux系统移植的研究与实现

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嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁减,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。而嵌入式Linux是将普通Linux操作系统进行裁剪、修改,使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。由于嵌入式系统涉及到种类繁多的嵌入式处理器,所以目前嵌入式Linux应用的一个热点就是将Linux内核移植到一些典型的微控制器和微处理器上。ARM(Advanced RISC Machines)平台是目前使用广泛的主流嵌入式处理器体系结构,因而也是Linux移植的一个重点。在同一个硬件平台上可以使用不同的操作系统,同样,有些操作系统经过移植后可以运行在不同的硬件平台上。使某一个平台的代码能运行在其他平台上的过程就叫做移植,在以ARM处理器为核心的车载移动终端的研究中,系统实现主要有三个阶段的工作:启动代码移植、系统内核移植和各种设备驱动程序移植。启动代码是在系统内核运行之前运行的初始化硬件设备、建立内存空间映射图的一段小程序,功能简单却十分重要。系统内核主要具有两个功能:其一是管理硬件资源,其二是屏蔽具体硬件差异并为应用程序提供虚拟机。所以,操作系统是由进程控制、内存管理、设备驱动、文件系统等子系统构成。其中进程控制、内存管理等核心部分与目标机的体系结构密切相关,必须针对目标机单独移植。文件系统是操作系统最基本的资源,它是一个计算机系统内文件和目录的集合。嵌入式设备资源有限,存在对资源的约束问题,所以需要对其进行裁减,建立适合嵌入式应用的文件系统。设备驱动程序实际是处理或操作硬件控制器的软件,从本质上讲,它们是内核中具有高特权的、驻留内存的、可共享的底层硬件处理例程,硬件相关性决定了不可能存在针对多种设备的万能“设备驱动”,故驱动移植也是实现嵌入式系统的重要一环。
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