ARM嵌入式Linu系统开发详解.pdf

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1、第1章嵌入式系统入门时下计算机领域最热门的一个词可能就是嵌入式系统了。翻开计算机的杂志和书籍，许多地方都能见到嵌入式系统的字眼。其实，不仅在书籍杂志上，嵌入式系统和每个普通人的生活联系都是很紧密的。本章从应用角度出发介绍什么是嵌入式系统，带读者进入嵌入式系统开发的领域，主要内容包括：嵌入式系统定义嵌入式系统的应用领域嵌入式系统的发展趋势1.1什么是嵌入式系统对于没有接触过的人来说，嵌入式系统这个词可能显得比较深奥，甚至充满一些神秘色彩。其实嵌入式系统和普通人的生活非常紧密，如日常生活中使用的手机、微波炉、有线电视机顶盒等，都属于嵌入式系统。与通常使用

2、的PC机相比，嵌入式系统的形式变化多样、体积小，可以灵活地适应各种设备的需求。因此，可以把嵌入式系统理解为一种为特定设备服务的，软件硬件可裁剪的计算机系统。嵌入式系统的英文名称是EmbeddedSystem。从嵌入式系统的定义可以看出，一个嵌入式系统具备了体积小、功能专一、软硬件可裁剪的特点。这些特点也能反映出嵌入式系统与传统的PC机有着不同之处。本书使用常见的ARM嵌入式系统为例讲解嵌入式Linux系统移植和开发技术。1.2嵌入式系统应用领域从嵌入式系统的特点可以看出它的应用领域是很广泛的。不仅在家电上，在其他的领域也有很大的需求。本节介绍一些嵌入

3、式应用的领域。1.2.1家用电器家用电器里最常见的可能就算是手机了。手机是一个典型的嵌入式系统。1.2.2交通工具大家最常使用的交通工具就是汽车了，不管是公交车、私家车还是其他的各种专用车辆，都有嵌入式系统的身影。1.2.3公共电子设施银行的ATM自动取款机是一种常见的公共电子设备。1.3嵌入式系统发展从1946年第一台现代电子计算机诞生以来，计算机始终朝着两个方向发展：一个方向是体积大型化、处理能力超强的大型计算机；另一个方向是超体积小型话、功能多样化发展。这两个发展方向没有高低之分，都是由于实际需求带动发展。计算机大型化发展出现了很多的超级计算机

4、，各国都在研制自己的大型计算机。在计算机小型化的发展道路上，可谓是种类繁多。不仅有个人电脑（PC），还有各种个人数字助理（PDA）。嵌入式系统是计算机系统小型化发展的一个热门的分支。1.3.1嵌入式微控制器嵌入式微控制器也就是传统意义上的单片机，它可以说是目前嵌入式系统的前身。单片机就是把一个计算机的主要功能集成到了一个芯片上，简单说就是一个芯片就是一个计算机。它的特点是体积小、结构简单、便于开发以及价格经济。1.3.2嵌入式微处理器单片机的发展时间较早，处理能力很低，只能用在一些相对简单的控制领域。嵌入式微处理器是近几年随着大规模集成电路发展同步发

5、展起来的。与单片机相比，嵌入式微处理器的处理能力更强。目前主流的嵌入式微处理器都是32位的，而单片机多是8位和16位的。嵌入式处理器在一个芯片上集成了复杂的功能，同时一些微处理器还把常见的外部设备控制器也集成到芯片内部。以ARM芯片为例，ARM体系在内部规定了一个32位的总线，厂商可以在总线扩展外部设备控制器。三星的ARM9芯片S3C2440A把常见的串行控制器、RTC控制器、看门狗、I2C总线控制器甚至LCD控制器等都集成在了一个芯片内，可以提供强大的处理能力。1.3.2嵌入式微处理器InstructionInstructionLCDCacheMM

6、UControllerAMBAI2CARM9TDMIBufferBusControllerInterfaceWatchDogDataDataCacheMMUUSB1.3.3未来嵌入式系统发展的方向随着微电子技术的不断发展以及电子制造工艺的进步（目前已经可以制造出65纳米的芯片），嵌入式系统硬件的体积会不断缩小，系统稳定性也在不断增强，可以把更多的功能集成在一个芯片上。另外在功耗方面也不断降低，这样使嵌入式设备在自带电源的情况（如使用电池）会使用更长的时间，而且设备的功能也更强大。此外随着网络的普及和IPv6技术的应用，越来越多的嵌入式设备也会加入到网

7、络中。将来家中的微波炉或者洗衣机都可以通过无线接入网络，被其他设备控制。1.4典型的嵌入式系统组成嵌入式系统与传统的PC机一样，也是一种计算机系统，是由硬件和软件组成的。硬件包括了嵌入式微控制器和微处理器，以及一些外围元器件和外部设备；软件包括嵌入式操作系统和应用软件。与传统的计算机不同的是，嵌入式系统种类繁多。许多的芯片厂商、软件厂商加入其中，导致有许多的硬件和软件，甚至解决方案。一般来说，不同的嵌入式系统软硬件是很难兼容的，软件必须修改而硬件必须重新设计才能使用。虽然软硬件种类多，但是不同的嵌入式系统还有很多相同之处的。1.4典型的嵌入式系统组成

8、1.5小结本章是全书的第一章，为读者介绍了嵌入式系统的基本常识、组成结构，通过实例给读者对嵌入式系统一个初步