林继民等：基于Ｌｉｎｕｘ嵌入式系统开发平台的构建及应用 基于Ｌｉｎｕｘ嵌人式系统开发平台的构建及应用 林继民，吴 怡，林 萧 （福建师范大学物理与光电信息科技学院，福建福州 ３５０００７） 摘要：为了能够在硬件基础之上，按照产品要求或者研究需要进行各种嵌入式应用程序的开发，在介绍ＡＲＭ和Ｌｉｎｕｘ 特点的基础上，通过宿主机和开发板的对接模式，成功地将嵌入式Ｉ ｉｎｕｘ操作系统移植到３２位微处理器￥３Ｃ２４１０Ａ上，从而 建立所需的嵌入式开发平台。简要讨论几种调试方法，并提出一种整体打包的方法，最后以一个简单的Ｑｔｏｐｉａ菜单程序为 例，说明嵌入式应用程序的开发过程。 关键词：ＡＲＭ；嵌入式系统；Ｌｉｎｕｘ；Ｑｔｏｐｉａ 中图分类号：ＴＮ９】１ ３４；ＴＰ３１６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—３７３Ｘ（２０１０）１８－００３０—０５ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｌｉｎｕｘ ＬＩＮ Ｊｉ—ｍｉｎ，ＷＵ Ｙｉ，ＬＩＮ Ｘｉａｏ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｕｉｉａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ ３５０００７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ｔｈｅ ｍａｓｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｄｏｍｉｎａｎｃｅ ｏｆ Ｌｉｎｕｘ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｔｕｄｙ ａｂｏｕｔ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ ｈａｖｅ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｍａｉｎ ｔｏｐｉｃ ｏｆ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ｖａｒｉｏｕｓ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｅｅｄ ｏｆ ｓｔｕｄｙ，ｔｈｅ ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｌｉｎｕｘ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ３２ ｂｉｔ ｍｉｃｒｏ—ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ￥３Ｃ２４１０Ａ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｏｃｋｉｎｇ ｍｏｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｓｔ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｂｏａｒｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ＡＲＭ ａｎｄ ＩＡｎｕｘ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｎｅｅｄｅｄ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｓｅｔ ｕｐ．Ｓｅｖｅｒａｌ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ａ ｏｖｅｒａｌｌ ｐａｃｋａｇｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔａｋｉｎｇ ａ Ｑｔｏｐｉａ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａｎ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｓ ｄｅｐｉｃｔｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＲＭ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｓｙｓｔｅｍ；Ｌｉｎｕｘ；Ｑｔｏｐｉａ ０ 引 言 上搭建嵌入式开发平台，然后进行各种应用程序的 开发。 ’ 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基 础，并咀软硬件可裁减，适用于应用系统对功能、可靠 性、成本、功耗有严格要求的专用计算机系统，通常由 嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、及 用户应用程序四部分组成，用于实现对其他设备的控 制、监视或者管理等功能 ］，类似于ＰＣ机上的ｗｉｎ— ｄｏｗｓ ＸＰ系统。嵌入式操作系统是一种更加精简、功 １硬件平台 本文使用的硬件平台是杭州立宇太电子有限公司 的ＡＲＭＳＹＳ系列嵌入式系统开发板。它使用三星公 司的￥３Ｃ２４１０Ａ处理器。￥３Ｃ２４１０Ａ是一款包含 ＡＲＭ９２ＯＴ内核的１６／３２位精简指令集计算机（ＲＩＳＣ） 嵌人式微处理器。ＡＲＭ９２０Ｔ核由ＡＲＭ９ＴＤＭＩ、存储 能相对完整的操作系统，目前比较流行的嵌入式操作系 统主要有Ｌｉｎｕｘ，Ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ，Ｖｘｗｏｒｋｓ，￣ｃ／ｏｓ—ＩＩ 管理单元（ＭＭｕ）和高速缓存３部分组成。该处理器 主要面向手持设备以及高性价比、低功耗的应用，运行 频率可达２０３ ＭＨｚ，可支持ＡＲＭ—Ｌｉｎｕｘ，Ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ 等。Ｌｉｎｕｘ操作系统是一个免费并且源代码开放的操 作系统，用户可以免费获得Ｌｉｎｕｘ源代码，然后根据自 己的应用需求对系统进行定制和改造＿２ｊ。 本文选用的３２位ＡＲＭ９２０Ｔ内核微处理器是三星 等操作系统的嵌入式硬件平台。 ＡＲＭＳＹＳ２４１０开发板的硬件资源主要由ＣＰＵ、存 储器、串口、２个ＵＳＢ Ｈｏｓｔ Ａ型接口、１个ＵＳＢ Ｓｌａｖｅ 公司的￥３Ｃ２４１０Ａ－２０［３］，它可以支持２．４版本和２．６版 本内核的Ｌｉｎｕｘ操作系统。本文把２．４版本内核的 Ｌｉｎｕｘ操作系统嵌入到ＡＲＭ体系结构中，并在此基础 收稿日期：２Ｏ１Ｏ Ｏ４—２２ Ｂ型接口、以太网控制器ＣＳ８９ｏｏ及接口、ＪＴＡＧ调试 口、ＬＣＤ（夜晶显示屏）触摸屏接口，音频接口、电源复位 等电路组成。其中，ＣＰＵ采用￥３Ｃ２４１０Ａ；存储器由 １片６４ ＭＢ的ＳＤＲＡＭ，１片１ ＭＢ的ＮＯＲ ＦＬＡＳＨ和 ｌ片６４ ＭＢ ＮＡＤＮ ＦＬＡＳＨ构成；２个串口为ＣＯＭ０和 Ｃ（）Ｍ１ 基金项目：搁建省自然科学基金资助项目（２００８Ｊ００１７） ３Ｏ 《现代电子技术）２０１０年第１８期总第３２９期 ２嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统的移植 计算机应用技术ｑ （４）下载ｕ—ｂｏｏｔ．ｂｉｎ到￥３Ｃ２４１０开发平台的 ＮＡＮＤ ＦＬＡＳＨ，成功下载后开发板上电就能从超级终 有些操作系统如Ｌｉｎｕｘ，Ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ等经过移植 后可以运行在不同的硬件平台上。移植就是把某一个 平台上的代码运行在其他平台上的过程。 ２．１ Ｕ—Ｂｏｏｔ的移植 端上看到刚下载的Ｕ—ｂｏｏｔ启动程序。启动过程中按下 任意键，出现如图１所示的启动画面。 ２．２ ｚｌｍａｇｅ的移植 Ｌｉｎｕｘ内核主要由以下５个子系统组成：进程调 般而言，计算机系统都需要有启动的引导程序。 度、内存管理、虚拟文件系统、网络接口、进程间通信。 内核结构中的几个主要目录存放着大量的源代码等信 息＿＿３］。ＡＲＭＳＹＳ２４１０开发板的ＣＰＵ内核可以移植２．４ ＰＣ机的引导代码就是ＢＩＯＳ引导程序，而嵌入式Ｌｉｎｕｘ 系统的引导加载程序称之为Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ。Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ 是系统加电后运行的第一段代码，它的主要运行任务就 是将内核映像从硬盘上读到ＲＡＭ中，然后跳转到内核 的入口点去运行，即开始启动操作系统 ］。通过Ｂｏｏｔ— ｌｏａｄｅｒ小程序可以初始化硬件设备，建立内存空间的映 射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态， 以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境Ｉ３］。 Ｕｂｏｏｔ是最常见的Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ，主要用来完成系统环境 的初始化，将后期执行代码复制到ＳＤＲＡＭ空间，为 Ｌｉｎｕｘ内核的运行准备好条件。 ２．１．１ Ｗｉｎｄｏｗｓ和Ｌｉｎｕｘ系统的文件共享 实现Ｗｉｎｄｏｗｓ下文件到Ｌｉｎｕｘ系统的共享方法有 很多种，比如使用Ｓａｍｂａ，硬盘挂载ｍｏｕｎｔ和直接使用 虚拟机的Ｓｈａｒｅｄ Ｆｏｌｄｅｒｓ等。在ＰＣ上安装一个虚拟 机ＶＭｗａｒｅ和Ｒｅｄ Ｈａｔ Ｌｉｎｕｘ，虚拟机的好处就是可以 在虚拟机中打开操作系统Ｌｉｎｕｘ，实现Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ系 统下资源的共享和Ｌｉｎｕｘ操作系统图像界面的全屏化， 共享的文件可以在／ｍｎｔ／ｈｇｆｓ目录下看到［５］。 ２．１．２ 配置和编译Ｕ—ｂｏｏｔ 不同硬件板的Ｕ－ｂｏｏｔ配置也稍有不同。移植 Ｕ—ｂｏｏｔ主要包括添加开发板硬件相关的文件等。为了 不改动原来的ｓｍｋｄ２４１０．ｈ文件，在ｕｂｏｏｔ２４１０／ｉｎ— ｃｌｕｄｅ／ｃｏｎ ｇｓ／下的ｓｍｄｋ２４１０．ｈ复制一份并更名为ａｒ— ｍｓｙｓ２４１０．ｈ，可以通过ａｒｍｓｙｓ２４１０．ｈ来修改Ｕ—ｂｏｏｔ 软硬件配置，包括硬件板直接相关联的ＣＰＵ类型、开 发板ＩＰ、波特率等。设置所需要的配置后就能编译 Ｕ—ｂｏｏｔ。Ｕ—ｂｏｏｔ编译的具体过程如下： （１）将板子取名为ａｒｍｓｙｓ２４１０，在Ｍａｋｅｆｉｌｅ中加 入ａｒｍｓｙｓ２４１０一ｃｏｎｆｉｇ：ｕｎｃｏｎｆｉｇ＠．／ｍｋｃｏｎｆｉｇ￥（＠：一 ｃｏｎｆｉｇ＝）ａｒｍ ａｒｍ９２０ｔ ａｒｍｓｙｓ２４１０ ＮＵＬＬ ｓ３ｃ２４ｘＯ． （２）在／ｕ—ｂｏｏｔ一２４１０／ｂｏａｒｄ／下建立ａｒｍｓｙｓ２４１０目 录，并把／ｂｏａｒｄ／ｓｍｄｋ２４１０／下的文件拷贝到／ｂｏａｒｄ／ａｒ— ｍｓｙｓ２４１０下，将ｓｍｄｋ２４１０．Ｃ更名为ａｒｍｓｙｓ２４１０．Ｃ （３）编译Ｕ—ｂｏｏｔ，即可生成ｕ—ｂｏｏｔ．ｂｉｎ可执行文 件，具体的执行命令如下： ｍａｋｅ ｓｍｄｋ２４１０ｃｏｎｆｉｇ ｍａｋｅ ａｌ１ ＡＲ（ Ｈ—ａｒｍ 和２．６版本的Ｌｉｎｕｘ内核，本文选用２．４版本的Ｌｉｎｕｘ 内核。对Ｌｉｎｕｘ内核的移植是一个庞大的工程，首先要 对其源码结构有清楚的认识，并能深刻理解其中的源代 码，然后在此基础上修改或编写需要的源代码，以达到 预期的目的。Ｌｉｎｕｘ内核目录ｌ２ 如下：／Ｄｏｃｕｍｅｎｔａ— ｔｉｏｎ：存放了许多的文档／ａｒｃｈ：不同体系结构特定的内 核代码；／ｄｒｉｖｅｒｓ：设备的驱动程序；／ｆｓ：文件系统代 码；／ｉｎｃｌｕｄｅ：相关库文件；／ｉｎｉｔ：内核的初始化代码；／ ｉｐｃ：进程通信代码；／ｋｅｒｎｅｌ：主内核代码；／ｌｉｂ：存放高速 体系结构特有的和通用函数的实现；／ｒａｍ：内存管理代 码；／ｎｅｔ：网络相关代码；／ｓｃｒｉｐｔｓ：存放了配置内核的一 些脚本文件。 图１ 启动画面 ２．２．１ 交叉编译环境 开发板是ＡＲＭ９处理器，开发板平台上没有编译 器，只负责存放编译好的目标代码，并能够执行。源代 码的编译器是存放主机Ｌｉｎｕｘ系统上的，为了使在主机 Ｌｉｎｕｘ系统上编译的代码能够在ＡＲＭ９处理器中执 行，必须有一交叉编译工具。交叉编译器和链接器是在 宿主机上运行的，并且能够生成在目标机上直接运行的 二进制可执行文件。安装ｃｒｏｓｓ一２．９５．３．ｔａｒ．ｂｚ２，并设 置好交叉编译器的启动路径，完成交叉编译环境的建 立，上文编译ｕ—ｂｏｏｔ．ｂｉｎ时已经用到ａｒｍ—ｌｉｎｕｘ－ｇｃｃ。 ２．２．２ 配置和编译Ｌｉｎｕｘ内核 ｔａｒ ｚｘｖｆ ｋｅｒｎｅｌａｒｍｓｙｓ一０７０７３０．ｔａｒ．ｇｚ（解压内核 文件），当出现文件夹／ｋｅｒｎｅｌ时，就能看到上述几个目 录。每个目录下都有很多的相关模块，通过筛选和裁 ３】 林继民等：基于Ｌｉｎｕｘ嵌入式系统开发平台的构建及应用 剪，选择所需要的极少部分即可。开发板的内存容量比 较有限，而且有很多的用途，不能一味地去装很大的内 核，所以只有通过适当地裁剪才能真正达到移植的 目的。 配置内核：ｍａｋｅ ｍｅｎｕｃｏｎｆｉｇ，对开发板做进一步的 裁剪，Ｌｏａｄ ａｎ Ａｌｔｅｒｎａｔｅ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｆｉｌｅ，选择一个 ＡＲＭＳＹＳ２４１０板的内核配置文件作为模板：Ａｒｍ— ｓｙｓ２４１０ｃｆｇ；选择适合ＬＣＤ和触摸屏规格的配置， Ｃｏｎｓｏｌｅ ｄｒｉｖｅｒｓ— Ｆｒａｍｅ—ｂｕｆｆｅｒ ｓｕｐｐｏｒｔ—＋￥３Ｃ２４１Ｏ Ｂｏａｒｄ ＬＣＤ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｓｉｚｅ－￣３２０ｘ２４０；触摸屏选择：Ｃｈａｒ— ａｃｔｅｒ ｄｅｖｉｃｅｓ－－＊Ｓ３Ｃ２４１０ ＴＯＵＣＨＳＣＲＥＥＮ Ｓｉｚｅ—Ｘ＞ Ｙ，表示横放模式。为了使嵌入式目标系统的Ｌｉｎｕｘ内 核支持ＮＦＳ客户端，在进行配置内核时必须选择Ｆｉｌｅ ｓｙｓｔｅｍｓ～＞Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ一＞Ｐｒｏｖｉｄｅ ＮＦＳｖ３ ｃｌｉｅｎｔ ｓｕｐｐｏｒｔ和ＮＦＳ ｆｉｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｕｐｐｏｒｔ。做这样简 单的配置之后就可以进行编译了，ｍａｋｅ ｃｌｅａｎ，ｍａｋｅ ｄｅｐ，创建内核的依赖关系；ｍａｋｅ ｚＩｍａｇｅ，创建内核镜像 文件，编译成功后可得到刚裁剪配置的Ｌｉｎｕｘ内核压缩 映像文件ｚｌｍａｇｅ。 ２．２．３ ｚＩｍａｇｅ的下载 系统映像的下载只能由ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ提供。通过 ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ提供的命令行或者交互Ｓｈｅｌｌ界面可以指定 内核映像和文件系统映像的下载位置，也可以检查目标 板上内存地址中的内容［５］。使用Ｕ—ｂｏｏｔ下载Ｌｉｎｕｘ内 核的最快捷方法是通过网络传输。ＴＦＴＰ是ＴＣＰ／ＩＰ 协议族中一个用来在客户机与服务器之问进行简单文 件传输的协议，用于提供不复杂、开销不大的文件传输 服务，它基于ＵＤＰ协议实现。Ｕ—ｂｏｏｔ支持ＴＦＴＰ协 议，因此可以利用网络接口，使用ｔｆｔｐ传输的方法来下 载ｚｌｍａｇｅ，在根目录下建一个／ｔｆｔｐｂｏｏｔ目录，把ｚＩｍ— ａｇｅ拷￣／ｔｆｔｐｂｏｏｔ目录下，启动ｔｆｔｐ：／ｅｔｃ／ｉｎｉｔ．ｄ／ｖｓｆｔ— ｐｄ ｓｔａｒｔ。假设ＰＣ主机设ＩＰ为１０．１９２．３．１００，则开发 板的设置如下： 表１开发板的参数设置 开发板ＩＰ地址 ｌＯ．１９２．３．２００ Ｔｆｔｐ服务器ｌＰ地址 １０．１９２．３．１００ 内核启动参数 ｌｉｎｕｘａｒｇ ｎｏｉｎｉｔｒｄ ｒｏｏｔ－二／ｄｅｖ／ｍｔｄｂｌｏｃｋ ／２ｊｎｆｔ—ｌｉｎｕｘｒｃ ｃｏｎｓｏｌｅ＝ｔｔｙＳＯ Ｂｏｏｔｃｍｄ启动命令 ｂｏｏｔｃｍｄ ｎａｎｄｒ ｃ ｅ００００ ３０００８０００／ｂｏｏｔｍ 使用ｐｉｎｇ命令查看是否与主机连通，若显示ｈｏｓｔ １０．１９２．３．１００ ｉｓ ａｌｉｖｅ，说明宿主机已经与目标机建立 链接。传输ｚＩｍａｇｅ到开发板的内存为： ＳＭＤＫ２４ １ ０＃ｔｆｔｐ ３０００００００ ｚｌｍａｇｅ ；映像文件ｚｌｍａｇｅ传送到暂存地址０ｘ３０００００００ ＳＭＤＫ２４１０＃ｎａｎｄｗ Ｃ ｅＯ０００ ３０００００００ ；写入内核的起始块号为ｃ的ＮＡＮＤ ＦＩ ＡＳＨ ３２ 这样就可以把ｚｌｍａｇｅ固化到开发板的内存中，通 过ｂｏｏｔ命令即可启动内核。 ２．３ 文件系统的移植 文件系统是操作系统中用来管理用户文件的内核 软件层。根文件系统是Ｌｉｎｕｘ系统的核心部分，包括系 统使用的软件和库，以及所有用来为用户提供支持架构 和用户使用的应用软件，并作为存储数据读／写结果的 区域。在Ｌｉｎｕｘ系统启动时，首先完成内核安装及环境 初始化，最后寻找一个文件系统作为根文件系统被加 载。嵌入式系统中通常可以选择的根文件系统有： Ｒｏｍｆｓ，Ｃｒａｍｆｓ，Ｒａｍｆｓ，ＹＡＦＦＳ，ＪＦＦＳ和ＪＦＦＳ２等。本 文使用的ＹＡＦＦＳ是专为ＮＡＮＤ ＦＬＡＳＨ存储器设计 的嵌入式文件系统，适用于大容量的存储设备，ＹＡＦＦＳ 是可读写的文件系统，而且保存在文件系统的文件和设 置在掉电后不会丢失 ］。 Ｕ—ｂｏｏｔ也支持ｎｆｓ挂载功能，把开发板提供的 ｒｏｏｔ—ａｒｍｓｙｓ—ｎｆｓ一０５０８０１．ｔｇｚ放到／ａｒｍｓｙｓ２４１０目录下， 解压后的文件名更改为ｒｏｏｔ，这是网络文件系统。在 ／ａｒｍｓｙｓ２４１０／ｒｏｏｔ／ｂｉｎ／目录下有一个用于下载根文件 系统到ＮＡＮＤ ＦＬＡＳＨ的下载工具Ｗｒｉｔｅｒｏｏｔｆｓ。把根 文件系统压缩包ｒｏｏｔ—ａｒｍｓｙｓ一１３５ｔ３２．ｔｇｚ拷到在／ａｒｍ— ｓｙｓ２４１０／ｒｏｏｔ目录下，这个压缩包就是用于固化在 ＮＡＮＤ ＦＬＡＳＨ上的根文系统ＹＡＦＦＳ。 （１）关闭Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ和Ｌｉｎｕｘ系统的防火墙，设 置文件系统的ｎｆｓ挂载，在宿主机上先启动ＮＦＳ服 务：／ｅｔｃ／ｒｃ．ｄ／ｉｎｉｔ．ｄ／Ｍｓ ｓｔａｒｔ。设置服务器的共享目 录，编辑文件／ｅｔｃ／ｅｘｐｏｒｔｓ，在文件中添加内容：／ａｒｍ— ｓｙｓ２４１０／ｒｏｏｔ＊（ｒｗ，ｓｙｎｃ，ｎｏ—ｒｏｏｔ—ｓｑｕａｓｈ），然后保存 退出。其中：／ａｒｍｓｙｓ２４１０／ｒｏｏｔ代表要共享输出的ｒｏｏｔ 文件系统的共享目录；＊代表所有客户机都可以挂载次 文件系统；ｒｗ代表客户机可以读写许可地挂载它们的 根文件系统；ｎｏ—ｒｏｏｔ—ｓｑｕａｓｈ表示允许客户机以主机上 的ｒｏｏｔ身份挂载根文件系统ｌ２］。 （２）开发板的启动参数设置：ｓｅｔｅｎｖ ｌｉｎｕｘ—ａｒｇ ｒｏｏｔ一／ｄｅｖ／ｎｆｓ ｉｎｉｔ＝／ｌｉｎｕｘｒｃ ｎｆｓｒｏｏｔ一１０．１９２．３．１００： ／ａｒｍｓｙｓ２４１０／ｒｏｏｔ ｉｐ一１０．１９２．３．２００：１０．１９２．３．１００：１０． １９２．３．１：２５５．２５５．２５５．０： ｍａｙｌｉｎ：ｅｔｈ０：ｏｆｆ ｃｏｎｓｏｌｅ— ｔｔｙＳ０。它说明宿主机挂载在目标机上的目录是／ａｒｍ— ｓｙｓ２４１０／ｒｏｏｔ。 （３）重启开发板，看到Ｗｅｌｃｏｍｅ ｔｏ ＮＦＳ ｒｏｏｔ ｆｉｌｅ ｓｙｓｔｅｍ！说明成功挂载主机目录／ａｒｍｓｙｓ２４１０／ｒｏｏｔ。 使用Ｗｒｉｔｅｒｏｏｔｆｓ命令开始下载文件系统ｒｏｏｔ—ａｒｍｓｙｓ一 １３５ｔ３２．ｔｇｚ，该文件系统集成了Ｑｔｏｑｉａ等应用程序，开 发板上电后，除了进入文件系统外，还在ＬＣＤ上显示 Ｑｔｏｑｉａ应用程序图形界面。 曳圣撞 Ｑ Ｑ 笺 墨翅总墓圣兰 期 ３嵌入式Ｌｉｎｕｘ应用程序的开发 经过上面的过程，一个嵌入式开发平台基本搭建完 成。在这个平台上就能进行各种应用程序的开发。基 于ＡＲＭＳＹＳ２４１０开发板，其源程序的编写、编译调试 等过程都在主机上进行，最后再把编译生成的可执行文 件固化到开发板上去运行，下面讨论几种调试方法。 ３．１调试方法 （１）Ｎｆｓ挂载 在配置内核的时候，选择选项Ｆｉｌｅ ｓｙｓｔｅｍｓ－－￣Ｎｅｔ— ｗｏｒｋ Ｆｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ－，－Ｐｒｏｖｉｄｅ ＮＦＳｖ３ ｃｌｉｅｎｔ ｓｕｐｐｏｒｔ和 ＮＦＳ ｆｉｌｅｓｙｓｔｅｍ ｓｕｐｐｏｒｔ，这样才能保证正常地从开发 板的文件系统去挂载主机上的共享目录。然后可以在 主机上使用交叉编译工具编译和直接运行，只要把相应 的库文件设置好即可。这种方法不用传递可执行文件， 即可在开发板的文件系统直接运行主机上的可执行文 件，方便快捷，是较为常用的一种调试方法。 （２）ｆｔｐ传输方法 ①查看主机有没有装ｆｔｐ服务：ｒｐｍ—ｑａ Ｉ ｇｒｅｐ ｖｓｆｔ— ｐｄ，然后启动ｆｔｐ：／ｓｂｉｎ／ｓｅｒｖｉｃｅ ｖｓｆｔｐｄ ｓｔａｒｔ。主机上 的／ｖａｒ／ｆｔｐ目录就是ｆｔｐ的共享目录，把可执行文件 （比如ｈｅｌｌｏ）放在该目录下。 ②开发板文件系统：设置开发板的ＩＰ，使其与宿主 机ＩＰ处于同一网段。在开发板的文件系统里ｆｔｐ登录 主机：ｆｔｐ １０．１９２．３．１００，使用匿名登录，显示主机共 享／ｖａｒ／ｆｔｐ目录下的ｈｅｌｌｏ可执行文件，下载可执行文 件到开发板的文件系统：ｆｔｐ＞ｇｅｔ ｈｅｌｌｏ。通常，使用这 种方法还要修改可执行文件的执行模式。 （３）Ｕ盘挂载 可以把在主机上可执行文件ｈｅｌｌｏ拷到ｕ盘里面， 利用开发板的ＵＳＢ ＨＯＳＴ端口把Ｕ盘挂载到板上，然 后拷贝Ｕ盘里的ｈｅｌｌｏ到文件系统里执行。 （４）整体打包 上面几种方法都是在已有的文件系统上操作的，整 体打包的方法是对预下载的整个文件系统进行编辑。 加载的文件系统ＹＡＦＦＳ是压缩格式的ｒｏｏｔ—ａｒｍｓｙｓ． ｔｇｚ，只有当开发板上电启动后，才把根文件系统解压出 来。在主机Ｌｉｎｕｘ系统／ａｒｍｓｙｓ２４１０目录下，新建一个 ｔｅｓｔ文件夹，把ｒｏｏｔ—ａｒｍｓｙｓ．ｔｇｚ拷到／ｔｅｓｔ目录下并解 压，再把应用程序的可执行文件放到／ｔｅｓｔ目录下，重新 把所有文件打包成ｒｏｏｔ—ａｒｍｓｙｓ．ｔｇｚ：ｔａｒ—ｃｚｖｆ ｒｏｏｔ—ａｒ— ｍｓｙｓ．ｔｇｚ．／＊，再一次加载到ＮＡＮＤ ＦＬＡＳＨ中，更 新原来的文件系统。这种方法是直接对整个根文件系 统进行编辑，适用于在开发文件系统时使用，但是每次 都要重新下载整个文件系统，比较繁琐。 计算机应用技术 ３．２ Ｑｔｏｐｉａ应用程序 Ｑｔ／Ｅｍｂｅｄｄｅｄ是Ｔｒｏｌｌｔｅｃｈ公司开发的面向嵌入 式系统的Ｑｔ版本，２０００年Ｉ１月发布了第一个Ｑｔ／Ｅ版 本，而Ｑｔｏｐｉａ则是构建于Ｑｔ／Ｅ之上的类似桌面系统 的应用环境，包括ＰＤＡ和手机等掌上系统常见的功 能，如：电话簿、图像浏览、Ｍｅｄｉａ播放器、日历等【６］。Ｑｔ 应用程序实现的是对静态图像的显示及其形态的处理 操作 。 为了开发和调试Ｑｔｏｐｉａ应用程序，必须安装基于 ＰＣ和ＡＲＭ的Ｑｔ开发环境。下面以一个简单的菜单 程序为例来说明Ｑｔｏｐｉａ应用程序的开发过程。程序开 发流程如图２所示。 图２ Ｑｔ应用程序开发流程图 （１）使用基于ＰＣ的Ｑｔ开发环境编译 在建立基于ＰＣ的Ｑｔ开发环境时，需要编辑／ｅｔｃ／ ｌｄ．ＳＯ．ｃｏｎｆ，使得在源程序编译链接过程中能找到相应 的库文件：／ａｒｍｓｙｓ２４１０／ｑｔ—ｘ８６／ｑｔ／ｌｉｂ和／ａｒｍ— ｓｙｓ２４１０／ｑｔ—ｘ８６／ｑｔｏｐｉａ／ｌｉｂ。保存退出后激活设置ｌｄ— ｃｏｎｆｉｇ。当用完库后可以把／ｅｔｃ／ｌｄ．ＳＯ．ｃｏｎｆ改回来，不 然会影响系统上其他应用程序的启动，加上“＃”将其注 释掉。设置基于ＰＣ的Ｑｔ开发环境的环境变量，保证 编译的正确路径：ｓｏｕｒｃｅ ｓｅｔ—ｅｎｖ。主程序源代码ｍａｉｎ． ｃｐｐ如Ｆ： ＃ｉｎｃｌｕｄｅ”ｍｅｎｕ．ｈ” ｉｎｔ ｍａｉｎ（ｉｎｔ ａｒｇｃ．ｃｈａｒ＊＊ａｒｇｖ） ｛ ＱＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｐｐ（ａｒｇｃ，ａｒｇｖ）； ／／ｄｅｆｉｎｅ ａ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ＭａｉｎＷｉｄｇｅｔ＊ｍａｉｎｗｉｄｇｅｔ：ｎｅｗ ＭａｉｎＷｉｄｇｅｔ（０）： ／／ｄｅｆｉｎｅ ａ ＭａｉｎＷｉｄｇｅｔ ｏｂｊｅｃｔ ｍａｉｎｗｉｄｇｅｔ一＞ｓｅｔＧｅｏｍｅｔｒｙ（１０，３０，３２０，２４０）； ／／ｓｅｔ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔ Ｓ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ａｎｄ ｓｉｚｅ ａｐｐ．ｓｅｔＭａｉｎＷｉｄｇｅｔ（ｍａｉｎｗｉｄｇｅｔ）； ／／ｓｅｎｄ ｔｈｅ ｃｒｅａｔｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔ ｔｏ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍａｉｎｗｉｄｇｅｔ一＞ｓｈｏｗ（）； ／／ｓｈｏｗ ｗｉｎｄｏｗ ｉｎｔ ｒｅｓｕｌｔ—ａｐｐ．ｅｘｅｃ（）； ／ｒｕｎ ｏｒ ｅｘｅｃｕｔｅ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｐｅａｔｅｄｌｙ ｒｅｔｕｒｎ ｒｅｓｕｌｔ； ｝ 利用Ｑｔ环境调试过程： ①产生工程文件：ｐｒｏｇｅｎ—ｔ ａｐｐ．ｔ—Ｏ ｍａｉｎ．ｐｒｏ； ②产生Ｍａｋｅｆｉｌｅ文件：ｔｍａｋｅ一０ Ｍａｋｅｆｉｌｅ ｍａｉｎ． ３３ 林继民等：基于Ｌｉｎｕｘ嵌入式系统开发平台的构建及应用 ｐｒｏ，修改Ｍａｋｅｆｉｌｅ中的ｌｉｂ，加链接库一ｌｍ ｌｓｔｄｃ＋＋ 即可； 开发的调试方法，并进行简单的讨论和比较 最后通过 调试和编译简单的Ｑｔｏｐｉａ应用程序，说明了嵌入式应 用程序的开发过程，为开发实际应用程序和驱动程序奠 ③运行ｍａｋｅ产生ｍｅｎｕ的可执行文件； ④打开虚拟帧缓存：ｑｖｆｂ ，运行可执行文件 定了基础。 ｍｅｎｕ：．／ｍｅｎｕ－ｑｗｓ。 （２）使用基于开发板的Ｑｔ开发环境编译 参考文献 设置基于ＡＲＭ的Ｑｔ开发环境的环境变量： ｓｏｕｒｃｅ ｓｅｔ—ｅｎｖ。为了能生成可在目标板上运行的可执 ［１］孙天泽，袁文菊，张海峰．嵌入式设计及ＩＡｎｕｘ驱动开发指 行文件，需要把生成Ｍａｋｅｆｉｌｅ文件中的编译器、链接器 南——基于ＡＲＭ９处理器［Ｍ］．北京：电子工业出版 ｇｅｃ，ｇ＋＋分别改为ａｒｍ—ｌｉｎｕｘ—ｇｃｃ和ａｒｍ～ｌｉｎｕｘ—ｇ＋＋， 社，２００５． 其他步骤同上。最后选择一种文件传输办法，把ｍｅｎｕ ［２］王黎明，陈双桥，闫晓玲，等．ＡＲＭ９嵌入式系统开发与实践 送到ＡＲＭ板上运行，执行界面如图３所示。 ［Ｍ］．北京：ｊＥ京航空航天大学出版社，２００８． ｒ３］Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ．Ｕｓｅｒ Ｓ ｍａｎｎｕａｌ Ｓ３Ｃ２４１０Ｘ ３２Ｂｉｔ ＲＩＳＣ ｍｉ— ｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ［Ｍ］．Ｓｏｕｔｈ Ｋｏｒｅａ：Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ，２００３． ；； ：＝＝● ｌ Ｉ《 Ｅ４］叶林，方建军．基于ＡＲＭ９嵌入式系统的ＢｏｏｔＩ ｏａｄｅｒ设计 一 口］．科技信息，２００９（１１）：３６—３７． ［５］邹颖婷，李绍荣．ＡＲＭ９上的嵌入式Ｉ ｉｎｕｘ系统移植［Ｊ］．自 露 动化技术与应用，２００９，２８（６）：４３—４５． ［６］刘文峰，李程院，李善平．嵌入式Ｌｉｎｕｘ操作系统的研究［Ｊ］． 浙江大学学报：工学版，２００４，３８（４）：４４７—４５２． ［７］刘福才，赵佳伟，汤丽娜．基于嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统的ｑｔ／Ｅｍ— ４结 语 ｂｅｄｄｅｄ图像处理界面开发［Ｊ］．计算机应用与软件，２００９，２６ （１１）：１１６－１１７，１４９． 本文在分析ＡＲＭ和Ｌｉｎｕｘ特点的基础上，详细介 Ｅ８］孙琼．嵌入式Ｌｉｎｕｘ应用程序开发详解［Ｍ］．北京：人民邮电 绍了Ｉ ｉｎｕｘ系统移植的各个部分，其中包括Ｕ—ｂｏｏｔ， 出版社，２００６． ｚｌｍａｇｅ和ＹＡＦＦＳ文件系统的具体操作过程。由此构 ［９］邹思轶．嵌入式Ｉ．ｉｎｕｘ设计与应用［Ｍ］．北京：清华大学出版 建了嵌入式Ｌｉｎｕｘ开发系统平台，指出Ｌｉｎｕｘ移植过程 社，２００２． 中系统的精简度、安全性、稳定性等方面均需要开发人 ［１０］欧文盛．ＡＲＭ嵌入式ＩＡｎｕｘ应用实例开发［Ｍ］．北京：中 员做进一步的考虑和研究。给出了几种常见的嵌入式 国电力出版社，２００８． 作者简介：林继民 男，１９８２年出生，福建云霄人，在读硕士研究生。主要研究方向为无线通信与嵌入式系统应用。 吴 怡 女，副教授。主要研究方向为无线通信。 林 萧 男，１９８１年出生，硕士，助教。主要研究方向为光电传感及智能测控技术。 （上接第２９页） Ｌ４ 原华光．电子技术基础ＬＭＪ．北京：商等教育学出版社，２００６． 影响，抗外界电磁干扰能力强，受周围外界环境的影响 ［５］李刚民．单片机原理及实用技术［Ｍ］．北京：高等教育学出 小，因此有着广泛的应用空问。 版社，２０。 · ［６］崔华，刘高缫．单片机原理实用技术［Ｍ］．北京：清华大学出 参考文献 版社，２０Ｏ４· ［７］杨静．电子设计自动化［Ｍ］．北京：高的教育出版社，２００６． ［１ 社石．数字电子技术基础［Ｍ］．上海：高等教育出版 ２００６． ……茎 曼…… 册及典型应用 Ｍｌ西安：西安电子科 ［２］薛燕红．传感器自动检测系统的设计与实现［Ｊ］．电子测量 ［９］李刚，林凌·现代测控电路［Ｍ］·北京：高等教育出版 技术，２００７（５）：１９６—１９９． 社，２００４． ［３］何克忠．计算机控制系统［Ｍ］．北京：清华大学大学出版 ［１ｏ］汪俊，郑宾·虚拟仪器环境下的扫频仪设计［Ｊ］·电测与仪 社，２００４． 表，２００８（５）：３８—４Ｏ· 作者简介：徐思成 男，１９７１年出生，副教授。省级商检技术专，Ｊｋ特色专，Ｊｋ建设点、省级示范性实训基地和省级精品课程负责 人，长期从事电子电器产品检测、产品开发和教学工作。 ３４
