基于arm的嵌入式uclinux系统设计

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1、http://www.paper.edu.cn基于ARM的嵌入式uClinux系统设计1长沙中南大学信息科学与工程学院,（410083）2长沙中南大学信息科学与工程学院,（410083）摘要：本文介绍了一种嵌入式Linux操作系统-uClinux，给出了一种S3C4510B硬件平台的设计，并实现了uClinux在该目标板上的移植。关键词：uClinuxS3C4510B移植1.引言自从进入后PC时代，计算机及其相关技术得到进一步的发展，计算机将不在局限于传统的PC和服务器环境，网络计算和移动计算将很快成为人们日常生活当中的一部分，并逐渐呈现出普及计算（Pervasive

2、Computing）模式。作为普及计算的支撑技术，嵌入式实时系统正逐步应用到越来越多的领域，包括智能过程控制、航天航空、交通、飞行控制、通信、多媒体、办公自动化、实时模拟、虚拟现实、医疗电子、军事电子、信息家电等领域。嵌入式应用已成为引人注目的热点。而嵌入式实时操作系统是嵌入式系统的“灵魂”。嵌入式实时操作系统的引入，改变了嵌入式系统落后的开发方式，加快了嵌入式系统的开发速度。提高了代码的可重复性和可靠性。我个人认为，在目前以嵌入式为平台的开发环境中，在选择操作系统方面，嵌入式Linux系统以越来越突显出它的巨大优越性，与目前市场上众多商业的RTOS(实时操作系统)相

3、比，嵌入式拥有自己的特点：1).完全开放源代码；2).成本低；3).丰富的实用软件支持。而在嵌入式芯片的选择上(嵌入式处理器是嵌入式系统中的核心部件)，ARM公司设计的ARM嵌入式微处理器具有同时期其他处理器无法比拟的优越性能，其特点：1).耗电少，成本低，功能强；2).16/32位双指令集；3).全球众多合作伙伴保证供应。因此，两者的结合无疑是强强连手，必会在嵌入式系统开发的这片广阔天地里留下光辉的烙印。1http://www.paper.edu.cn2.嵌入式开发平台简介由于嵌入式系统自身的特殊性，注定了它自身所具有的资源和内存空间都是十分有限，不可能象开发PC软

4、件那样在其上运行所有的开发工具，而且很多嵌入式系统都没有象显示器那样的输出设备，这些都决定了嵌入式软件开发应当采用一种特殊的模式：主机-目标机模式，使用交叉开发的方式进行开发。其中主机就是常用的PC或工作站，嵌入式软件开发环境就运行在主机上，主机的操作系统是通用的Windows或Linux系统。目标机就是嵌入式应用系统，它运行嵌入式实时操作系统，和主机通过串行口、以太网、仿真器或其他方式通信，下载运行在主机中编译好的代码。图（1）主机-目标机开发模型开发环境运行在主机上,用户所有的开发工作都是在主机开发环境中进行，包括编译源代码、编译、连接、下载和调试等。生成的可执行

5、目标代码通过串行口或以太网口下载到目标机，在目标机执行时，可以把执行结果回显到主机上，主机还可以通过开发环境提供的调试工具对代码进行调试。2.1基于ARM7TDMI的硬件平台2.1.1ARM7微处理器系列ARM7系列微处理器为低功耗的32位RISC处理器，最适合用于对价位和功耗要求较高的消费类应用。ARM7微处理器系列具有如下特点：ò具有嵌入式ICE－RT逻辑，调试开发方便;ò极低的功耗，适合对功耗要求较高的应用，如便携式产品;ò能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构;ò代码密度高并兼容16位的Thumb指令集;ò对操作系统的支持广泛，包括WindowsCE、

6、Linux、PalmOS等;ò指令系统与ARM9、ARM9E、ARM10E系列兼容，便于用户的产品升级换代;ò主频最高可达130MIPS，高速的运算处理能力能胜任绝大多数复杂应用。2http://www.paper.edu.cnARM7系列微处理器的主要应用领域为：工业控制、Internet设备、网络和调制解调设备以及移动电话等多种多媒体和嵌入式应用。2.1.2ARM处理器内核的选择ARM7系列微处理器包括如下几种类型的核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ,以适应不同的应用领域.其中，ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式R

7、ISC处理器，属低端ARM处理器核。TDMI的基本含义为：T：支持16为压缩指令集Thumb；D：支持片上Debug，允许处理器响应调试请求暂停；M：内嵌硬件乘法器（Multiplier），产生全64位结果；I：嵌入式ICE，支持片上断点和调试点；图（2）ARM7TDMI体系结构图ARM7TDMI采用三级流水线结构，指令执行分为取指、译码和执行等三个阶段。没有MMU，不支持WindowsCE和标准Linux，目前有uCLinux等不需要MMU支持的操作系统可运行于ARM7TDMI硬件平台之上。事实上，uCLinux已经成功移植到多种不带MMU的微处理