淺談如何進行嵌入式Linux開發(fā)

嵌入式系統(tǒng)是一種根據(jù)特定用途所專門開發(fā)的系統(tǒng)，它只完成預期要完成的功能，因此其開發(fā)過程和開發(fā)環(huán)境同傳統(tǒng)的軟件開發(fā)相比有著顯著的不同。

嵌入式Linux開發(fā)主要有四種方式：裸機開發(fā)、SDK開發(fā)、驅(qū)動開發(fā)和應用開發(fā)。

1、裸機開發(fā)

裸機開發(fā)通常指在沒有操作系統(tǒng)支持的環(huán)境中直接在硬件上運行程序的開發(fā)。這種開發(fā)方式要求開發(fā)者直接與硬件交互，編寫控制硬件的低級代碼。這包括對處理器、存儲器、輸入輸出接口等硬件的直接控制和管理。與基于操作系統(tǒng)的開發(fā)相比，裸機開發(fā)更加接近硬件層面，對硬件的了解和控制能力要求更高，但也允許開發(fā)者更精細地管理硬件資源和性能。

2、SDK開發(fā)

為了方便開發(fā)者快速進行設計，芯片廠商設計了專門的軟件開發(fā)工具包來創(chuàng)建應用程序。SDK通常包含編譯器、調(diào)試器、硬件驅(qū)動程序、API(應用程序編程接口)以及其他有助于開發(fā)的工具和文檔。在嵌入式Linux SDK開發(fā)中，開發(fā)者可以利用Linux系統(tǒng)的強大功能和靈活性，同時針對特定的硬件平臺進行優(yōu)化和調(diào)整，以滿足嵌入式設備的特定需求。

3、驅(qū)動開發(fā)

驅(qū)動開發(fā)是指為嵌入式Linux系統(tǒng)編寫設備驅(qū)動程序的過程。在這個過程中，開發(fā)者需要深入理解Linux內(nèi)核架構(gòu)，學會如何在Linux內(nèi)核環(huán)境下編寫、調(diào)試和維護設備驅(qū)動程序。設備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)的一部分，負責與硬件設備通信并控制其操作。這包括編寫代碼來直接與硬件交互、處理硬件中斷、以及實現(xiàn)與系統(tǒng)其他部分的數(shù)據(jù)交換。驅(qū)動開發(fā)是我們學習的重點內(nèi)容。

Linux中的設備驅(qū)動主要分為3大類：字符設備驅(qū)動、塊設備驅(qū)動和網(wǎng)絡設備驅(qū)動。每種類型的驅(qū)動程序都有其獨特的功能和用途：

3.1、字符設備驅(qū)動

定義：字符設備驅(qū)動主要處理那些以字符為單位進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O備，如鍵盤、鼠標、串口等。

特點：字符設備通常是可尋址的，可以進行隨機訪問，并且一次處理一個字符。

數(shù)據(jù)傳輸方式：數(shù)據(jù)通常以字節(jié)流的形式逐個傳輸，不涉及緩存區(qū)的使用。

應用實例：鍵盤驅(qū)動、串口驅(qū)動、聲卡驅(qū)動等。

3.2、塊設備驅(qū)動

定義：塊設備驅(qū)動處理的是以數(shù)據(jù)塊(block)為單位進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O備，如硬盤、光盤驅(qū)動器等。

特點：塊設備可以存儲大量數(shù)據(jù)，支持隨機訪問，數(shù)據(jù)傳輸效率較高。

數(shù)據(jù)傳輸方式：數(shù)據(jù)傳輸是以塊(通常是固定大小)為單位進行的，使用緩存區(qū)來提高數(shù)據(jù)處理效率。

應用實例：硬盤驅(qū)動、SSD驅(qū)動、光盤驅(qū)動等。

3.3、網(wǎng)絡設備驅(qū)動

定義：網(wǎng)絡設備驅(qū)動用于處理網(wǎng)絡通信相關(guān)的硬件設備，如網(wǎng)卡、無線適配器等。

特點：網(wǎng)絡驅(qū)動特別關(guān)注于數(shù)據(jù)包的傳輸和網(wǎng)絡協(xié)議的實現(xiàn)。

數(shù)據(jù)傳輸方式：數(shù)據(jù)以網(wǎng)絡包的形式進行傳輸，涉及到復雜的網(wǎng)絡協(xié)議棧處理。

應用實例：以太網(wǎng)卡驅(qū)動、Wi-Fi適配器驅(qū)動、藍牙驅(qū)動等。

這3類驅(qū)動程序共同構(gòu)成了Linux系統(tǒng)與各類硬件設備交互的基礎，確保了系統(tǒng)的多功能性和高效性。它們的實現(xiàn)通常涉及到深入的操作系統(tǒng)內(nèi)核知識，硬件通信協(xié)議，以及驅(qū)動程序開發(fā)的技巧。

4、應用開發(fā)

Linux 應用開發(fā)是指在 Linux 操作系統(tǒng)上開發(fā)應用程序的過程。這包括創(chuàng)建、編寫、調(diào)試和優(yōu)化應用程序，以在 Linux 環(huán)境中運行。Linux 提供了豐富的開發(fā)工具和庫，使開發(fā)者能夠構(gòu)建各種類型的應用，從命令行工具到圖形用戶界面(GUI)應用，再到服務器端應用。