一分鐘帶你看懂：工控機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)Linux

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件均可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其發(fā)展已有二十多年的歷史，國(guó)際上也出現(xiàn)了一些著名的嵌入式操作系統(tǒng)，如VxWorks，Palm OS，Windows CE等等，但這些操作系統(tǒng)均屬于商品化產(chǎn)品，價(jià)格昂貴且由于源代碼不公開(kāi)導(dǎo)致了諸如對(duì)設(shè)備的支持 ，應(yīng)用軟件的移植等一系列的問(wèn)題。而Linux作為一種優(yōu)秀的Free OS，近幾年在嵌入式領(lǐng)域異軍突起，成為了最有潛力的嵌入式操作系統(tǒng)。

嵌入式Linux融合了嵌入式和Linux的特點(diǎn)，其開(kāi)發(fā)與一般的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)相比有著自己的特點(diǎn)，下面簡(jiǎn)要的介紹一下嵌入式Linux開(kāi)發(fā)的一般過(guò)程。

了解硬件是首要的一步，這是嵌入式開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)決定的。了解硬件指的是了解整個(gè)硬件，判斷硬件對(duì)于當(dāng)前的應(yīng)用來(lái)說(shuō)是否合適。嵌入式系統(tǒng)中需要使用到CPU和各種外圍設(shè)備，由此需要收集相關(guān)硬件的資料，包括CPU，芯片手冊(cè)和各種外圍設(shè)備的手冊(cè)以及相關(guān)的各種電路圖等，并對(duì)整體系統(tǒng)有較深入的了解。

了解硬件后，下一步就該準(zhǔn)備需要使用的Linux工具以及其他工具，這些工具包括：針對(duì)所用CPU的編譯器/匯編器/連接器，相應(yīng)的庫(kù)工具，目標(biāo)文件分析/管理工具，符號(hào)查看器等等。幸運(yùn)的是，由于Linux的開(kāi)放性，針對(duì)不同目標(biāo)平臺(tái)的Linux工具都可在網(wǎng)上免費(fèi)得到，絕大部分的這些工具都由GNU提供。所需要的其他工具還包括硬件廠(chǎng)商提供給公司的工具，如編程器，下載工具和查錯(cuò)器等等。所有這些工具對(duì)以后的開(kāi)發(fā)、調(diào)試等都可說(shuō)是必不可少的。

做好以上的準(zhǔn)備工作后，就要進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的工作階段了。首先需要安排內(nèi)存地址，如SDRAM的內(nèi)存地址，F(xiàn)lash的內(nèi)存地址等，這需要與實(shí)際應(yīng)用和硬件狀況相結(jié)合來(lái)考慮，要根據(jù)硬件的限制以及實(shí)際應(yīng)用的需要對(duì)內(nèi)存地址進(jìn)行合理的安排，同時(shí)要注意內(nèi)存地址的安排要具有一定的伸縮性，以便于將來(lái)需要改動(dòng)時(shí)所做的變動(dòng)達(dá)到最小。一般來(lái)說(shuō)，嵌入式Linux的內(nèi)存地址安排體現(xiàn)在連接腳本當(dāng)中。

接著就該進(jìn)入編寫(xiě)啟動(dòng)代碼和機(jī)器相關(guān)代碼階段了。各種不同目標(biāo)系統(tǒng)，甚至相同目標(biāo)系統(tǒng)的啟動(dòng)代碼和機(jī)器相關(guān)代碼也是不相同的。啟動(dòng)代碼一般需要完成硬件初始化，裝載內(nèi)核及安裝根文件系統(tǒng)以及開(kāi)始內(nèi)核執(zhí)行的工作，不同目標(biāo)平臺(tái)的啟動(dòng)代碼一般可通過(guò)參考Linux下已有的啟動(dòng)代碼和相關(guān)CPU的手冊(cè)進(jìn)行編寫(xiě)。

啟動(dòng)代碼和機(jī)器相關(guān)代碼編程完成并可以啟動(dòng)系統(tǒng)后，下一步就可以開(kāi)始驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)了。Linux編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序與一般情況下編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序并沒(méi)有太大的區(qū)別，都需要對(duì)相關(guān)的硬件作出了解，同時(shí)需要遵循Linux編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序的一些規(guī)則進(jìn)行，編寫(xiě)完一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序后，一般就寫(xiě)一個(gè)相應(yīng)的測(cè)試程序已便隨時(shí)進(jìn)行測(cè)試。Linux下各種不同類(lèi)型的設(shè)備都有相當(dāng)多的驅(qū)動(dòng)程序源碼可以參考，因此實(shí)際編寫(xiě)時(shí)更多的時(shí)間是花在對(duì)特定硬件特性的熟悉上。

除了以上提到的這些步驟外，進(jìn)行實(shí)際開(kāi)發(fā)時(shí)，很多時(shí)候還要進(jìn)行庫(kù)(這里所提到的庫(kù)均指C庫(kù))，GUI和系統(tǒng)程序的移植。這是因?yàn)榍度胧絃inux中所用的庫(kù)一般不能直接使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，而需要進(jìn)行精簡(jiǎn)，雖然已有些精簡(jiǎn)的C庫(kù)如uClibc等可供使用，但還是需要經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行修改。嵌入式Linux常用的GUI有Microwindows，MiniGUI，QT/Embedded，TInyX等等，各自均有其使用的場(chǎng)合，所針對(duì)的目標(biāo)平臺(tái)和應(yīng)用層次也不一樣，必須根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。系統(tǒng)程序如mount，ls等等有些是應(yīng)用時(shí)所必須的，有些則是進(jìn)行調(diào)試時(shí)所需要的，初始時(shí)則需要一些通用的系統(tǒng)程序即可。