一个基于嵌入式Linux驱动程序设计的实践教学案例.pdf

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1、／／／文章编号：1007—1423(2014)15—0077—04DOI：10．3969／j．issn．1007-1423．2014．15．018一个基于嵌入式Linux驱动程序设计的实践教学案例何文德，杨凤年，周景，刘华富(长沙学院计算机科学与技术系，长沙410022)摘要：为了使学生对嵌入式驱动程序开发有初步认知，结合嵌入式系统实验平台，设计基于嵌入式Linux驱动程序设计的实践教学案例。该案例以设备驱动程序设计为目标，基于$3C6410嵌入式微处理器硬件平台，涵盖开发环境的搭建、IJinu内核的定制、根文件系统的制作、设备驱动程序设计、测试应用程序设计等

2、教学内容。实施效果表明，该实践教学环节可以强化学生对Linux设备驱动程序设计的理解、提高学生的嵌入式底层软件开发能力。关键词：Linux；ARM；驱动程序设计；实践教学案例基金项目：湖南省教育厅2013年教学改革研究项目(No．474)0引言一般来说把设备映射为一个特殊的设备文件．用户程序像对待普通文件一样对设备文件进行操作Linux将嵌入式系统已有二十多年的发展历史．Linux作为设备驱动程序分成三大类：块设备驱动、字符设备驱动免费开源的操作系统．已成为最有潜力的嵌入式操作和网络设备驱动除网络设备外．字符设备和块设备都系统。而ARM技术具有性能高、成本低和

3、能耗低等特被映射到Linux文件系统的文件和目录，使用open0、点．未来将有大量基于ARM+Linux内核的智能终端设close0、read0、write0等函数进行访问。备涌现据统计2013年底消费类智能终端保有量达到ARM11系列微处理器是ARM公司推出的基于7．8亿台，预计2014年中国智能终端市场将增长17％『l1。ARMv6指令架构的RISC处理器$3C6410是Samsung但高水平嵌入式开发人才的缺乏．已经成为当前制约公司推出的ARM1l76JZF—SRISC微处理器，为手持设中国智能终端设备技术领先世界的瓶颈．企业需要大备和通用嵌入式应用提供

4、片上集成系统解决方案。本量兼具软硬件开发能力的人才．然而这样的人才目前案例设计实现通过$3C6410GP10控制的LED和数码依然较少翻因此．加大嵌入式底层软件开发人才的培管的基于Linux2．6．36内核的设备驱动程序因此实验养力度是当务之急室不仅要有安装WindOWs系统的台式机．而且还必须1教学案例的总体设计原则具备ARM11试验箱或开发板．其中包含通过GPIO控制的若干个LED和数码管等硬件本案例的教学目的是指导学生开发Linux系统中在本实践教学环节中，要求学生掌握以下知识点：的字符设备驱动程序及其测试程序而设备驱动程序开发环境的搭建、Linux内核

5、的定制、根文件系统的制设计要求程序员不仅具备扎实的硬件基础．而且还要作、Linux驱动程序设计及其测试程序设计等掌握操作系统内核的相关知识．因此．比较适合在计算机相关专业本科生的大学三年级期间使用2教学案例的详细设计在Linux系统中．设备驱动程序对用户程序隐藏了2．1搭建开发环境设备的具体细节．为各种不同设备提供了一致的接VI．在宿主机的Windows系统中．安装VMwareWork．station9．0．1虚拟机软件．然后在该虚拟机中安装Linu】(的Ubuntu中并解压操作系统：Ubuntu12．04。第二步．进入解压后的内核源码文件夹下．编辑设置虚拟机

6、与WindoWs之间的共享文件夹将虚Makefile文件修改编译参数：拟机VM的networkc0nnecti0n选择为NAT模式．使①修改默认体系架构——将第191行的“ARCH?Ubuntu利用WindoWS上网。以便Ubuntu在线更新。在=$(SUBARCH1”，修改为“ARCH?=arlTl”Ubuntu的终端中．依次输入以下命令更新系统：②指定交叉编译器——将第192行sudoapt—getupdate“CROSS_COMPILE?=$(CONFIG_CROSS—COMPILE：”％”sudoapt——getdist——upgrade=％'l''，

7、修改为“CROSSCOMPILE?=alqTI—linuX一”。安装交叉编译工具．步骤如下：第三步．修改内核源代码中的网卡驱动．使使之与①创建／usr／1OCal／arm目录。试验箱上的网络适配器匹配②解压交叉编译工具包。将试验箱自带的工具包第四步．配置内核．在配置选择时要特别注意以下压缩文件4．3．1一eabi—armv6—20080707．tar．bz2复制到宿几处：主机Ubuntu的／usr／local／arm文件夹下并解压。(1)Systemtype->$3CUARTtouselow-levelmes-③修改环境变量。要把交叉编译工具的路径添加sage

8、s．此处键人数字“2”进PATH，即修