嵌入式linux操作系统的组成与版本
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第一部分 Linux系统概述
1
概要
Linux定义 Linux种类
Linux优势
如何选择linux版本
Linux 内核简介
2
Linux的定义
Linux一般是指Linux内核、Linux系统、Li nux发行版。 严格意义上说Linux是指由Linus Torvalds维护的并发布 的内核。它的代码基只包括内核而不包括其它方面的应 用。内核提供系统核心服务，如进程管理，进程的调度， 虚拟文件系统，内存的管理等等。 嵌入式Linux，一般是指把Linux内核移植到一个专用嵌 入式设备的CPU和主板上。现在有很多公司提供嵌入式 Linux解决方案。通常包括一个移植的内核、嵌入式 Linux的开发工具以及根据应用需要裁减的应用程序等， 有时还提供实时扩展的内核。就大部分而言，嵌入式 Linux和桌面Linux提供的API函数和内核源代码都是相 同的。开发工具主要包括源码浏览器、交叉编译器、调 试器、CVS等项目管理软件等等。这些工具一般都是装 在主机上。
10
如何选择Linux的版本
DIY－自己动手做一个满足需要的Linux版 本 选择商用Linux版本
授权和涉及到的授权
是否满足你的需要，是否有合适的开发工具 是否能够提供足够的支持 信誉 文档
11
嵌入式Linux发展现状
RT-Linux RT-Linux是利用Linux进行实时系统开发比较早 的尝试，是一种硬实时操作系统。目前RT-Linux已成 功应用于航天飞机的空间数据采集、科学仪器测控， 以及电影特技图像处理等众多领域。 RT-Linux的原理是采用双内核机构，即将Linux 的内核代码进行少量修改，将Linux任务以及Linux内 核本身作为实时内核的一个优先级最低的任务，即实 时任务优先级高于普通Linux任务，即在实时任务存 在的情况下运行实时任务，否则才运行Linux本身的 任务。实时任务不同于Linux普通进程，它是以Linux 的内核模块(Linux Loadable KernelModule，LKM) 的形式存在的。需要运行实时任务的时候，将这个实 时任务的内核模块插入到内核中去。实时任务和 Linux一般进程之间的通信通过共享内存或者FIFO通 12 道来实现。
9
Linux的版本
内核版本与发型版本
操作系统的内核版本指的是在Linus本人
领导下的开发小组开发出的系统内核的 版本号,如2.4.x,2.6.x。 有一些组织或商业厂家, 将Linux系统的 内核与外围应用软件和文档包装起来, 并 提供一些系统安装界面和系统设定与管 理工具, 这样就构成了一个发行版本，如 RedHat、Debian 。
可移植性是指将操作系统从一个平台转移到另一个平
台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。
8
嵌入式Linux优势
Linux的费用低； Linux的所有部分可以充分地定制 ； Linux可以运行在低档，便宜的硬件平台； Linux的功能是强大的； Linux对源代码质量有一个高标准； Linux内核非常小，而且紧凑； Linux有很好的支持； Linux有很多合适的工具；
5ຫໍສະໝຸດ Baidu
MMU
实现虚拟存储空间
即将虚拟存储空间影射到实际物理存储空间。使编程 人员不用考虑具体程序所放在物理存储空间的具体位 置和程序的大小。
存储器访问权限的控制
任务间通讯，对自己的内存、堆栈等进行保护，只能 通过管道、信号量、共享内存等方式进行通讯。
控制Cache 。
6
Linux的主要特点
RT-Linux的工作原理图
13
uClinux
控制领域中的linux系统。 它包含linux常用的API，内核小于512K，保留了linux原有 的高稳定性、强大的网络功能和卓越的文件系统支持功能等 优点。目前已支持的CPU芯片有，Motorola公司的68K系列、 PowerPC系列以及ARM公司的系列芯片。官方网站， www.uclinux.org。 uClinux最大特点就是不支持MMU。 uClinux系统对内存的 访问是直接的，即不需要经过MMU，直接将地址发送到地 址线上，所有程序访问的都是实际的物理地址，这样一方面 减小了内核的体积，另一方面又增强了系统的实时性能。但 内存空间得不到保护，对于应用开发者来说，必须明白自己 程序运行的位置，以及保证不会破坏其它程序运行空间以及 系统的稳定。 uClinux也可以使用RT-Linux的实时补丁，以增强其实时性。
只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以象使用文 件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具 体存在形式。
丰富的网络功能
完善的内置网络是Linux的一大特点。
可靠的系统安全
Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行
权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等。
良好的可移植性
右 大系统－CPU性能高，存储量大
时间约束：实时，非实时 网络连接性 用户交互
4
嵌入式Linux种类
是否支持MMU
不支持MMU：ucLinux，主要应用在ARM7系
列微处理系统中，如三星公司的S3C44B0， S3C4510等，无MMU，不支持虚地址，直接 访问内存，所有程序中访问的地址都是物理地 址。 支持MMU：嵌入式Linux，主要应用在ARM9 系列微处理器系统中，如三星公司的S3C2410， Intel公司的PXA255等。
良好的用户界面
Linux向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用。 用户界面可分为基于文本的命令行界面和图形界面，作为人机交
互界面。 系统调用给用户提供编程时使用的界面。用户可以在编程时直接 使用系统提供的系统调用命令。 7
Linux的主要特点
设备独立性
指操作系统把所有外部设备统一当作成文件来看待，
开放性
开放性是指系统遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连
（OSI）国际标准。
多用户
多用户是指系统资源可以被不同用户各自拥有使用，即每个用户
对自己的资源（例如：文件、设备）有特定的权限，互不影响。
多任务
多任务是现代计算机的最主要的一个特点。它是指计算机同时执
行多个程序，而且各个程序的运行互相独立。 Linux系统调度每 一个进程平等地访问微处理器。
3
嵌入式Linux种类
嵌入式系统的划分一般是根据使用对象进行划分， 消费类电子、工控设备等。为了更好的理解所设 计的系统，可以按照尺寸，时间约束，网络，用 户交互程度等因素划分。 尺寸：小系统，中等系统，大系统
小系统－CPU的性能比较低，ROM<2MB RAM<4MB 中系统－CPU的性能中等，ROM32MB RAM64MB左
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概要
Linux定义 Linux种类
Linux优势
如何选择linux版本
Linux 内核简介
2
Linux的定义
Linux一般是指Linux内核、Linux系统、Li nux发行版。 严格意义上说Linux是指由Linus Torvalds维护的并发布 的内核。它的代码基只包括内核而不包括其它方面的应 用。内核提供系统核心服务，如进程管理，进程的调度， 虚拟文件系统，内存的管理等等。 嵌入式Linux，一般是指把Linux内核移植到一个专用嵌 入式设备的CPU和主板上。现在有很多公司提供嵌入式 Linux解决方案。通常包括一个移植的内核、嵌入式 Linux的开发工具以及根据应用需要裁减的应用程序等， 有时还提供实时扩展的内核。就大部分而言，嵌入式 Linux和桌面Linux提供的API函数和内核源代码都是相 同的。开发工具主要包括源码浏览器、交叉编译器、调 试器、CVS等项目管理软件等等。这些工具一般都是装 在主机上。
10
如何选择Linux的版本
DIY－自己动手做一个满足需要的Linux版 本 选择商用Linux版本
授权和涉及到的授权
是否满足你的需要，是否有合适的开发工具 是否能够提供足够的支持 信誉 文档
11
嵌入式Linux发展现状
RT-Linux RT-Linux是利用Linux进行实时系统开发比较早 的尝试，是一种硬实时操作系统。目前RT-Linux已成 功应用于航天飞机的空间数据采集、科学仪器测控， 以及电影特技图像处理等众多领域。 RT-Linux的原理是采用双内核机构，即将Linux 的内核代码进行少量修改，将Linux任务以及Linux内 核本身作为实时内核的一个优先级最低的任务，即实 时任务优先级高于普通Linux任务，即在实时任务存 在的情况下运行实时任务，否则才运行Linux本身的 任务。实时任务不同于Linux普通进程，它是以Linux 的内核模块(Linux Loadable KernelModule，LKM) 的形式存在的。需要运行实时任务的时候，将这个实 时任务的内核模块插入到内核中去。实时任务和 Linux一般进程之间的通信通过共享内存或者FIFO通 12 道来实现。
9
Linux的版本
内核版本与发型版本
操作系统的内核版本指的是在Linus本人
领导下的开发小组开发出的系统内核的 版本号,如2.4.x,2.6.x。 有一些组织或商业厂家, 将Linux系统的 内核与外围应用软件和文档包装起来, 并 提供一些系统安装界面和系统设定与管 理工具, 这样就构成了一个发行版本，如 RedHat、Debian 。
可移植性是指将操作系统从一个平台转移到另一个平
台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。
8
嵌入式Linux优势
Linux的费用低； Linux的所有部分可以充分地定制 ； Linux可以运行在低档，便宜的硬件平台； Linux的功能是强大的； Linux对源代码质量有一个高标准； Linux内核非常小，而且紧凑； Linux有很好的支持； Linux有很多合适的工具；
5ຫໍສະໝຸດ Baidu
MMU
实现虚拟存储空间
即将虚拟存储空间影射到实际物理存储空间。使编程 人员不用考虑具体程序所放在物理存储空间的具体位 置和程序的大小。
存储器访问权限的控制
任务间通讯，对自己的内存、堆栈等进行保护，只能 通过管道、信号量、共享内存等方式进行通讯。
控制Cache 。
6
Linux的主要特点
RT-Linux的工作原理图
13
uClinux
控制领域中的linux系统。 它包含linux常用的API，内核小于512K，保留了linux原有 的高稳定性、强大的网络功能和卓越的文件系统支持功能等 优点。目前已支持的CPU芯片有，Motorola公司的68K系列、 PowerPC系列以及ARM公司的系列芯片。官方网站， www.uclinux.org。 uClinux最大特点就是不支持MMU。 uClinux系统对内存的 访问是直接的，即不需要经过MMU，直接将地址发送到地 址线上，所有程序访问的都是实际的物理地址，这样一方面 减小了内核的体积，另一方面又增强了系统的实时性能。但 内存空间得不到保护，对于应用开发者来说，必须明白自己 程序运行的位置，以及保证不会破坏其它程序运行空间以及 系统的稳定。 uClinux也可以使用RT-Linux的实时补丁，以增强其实时性。
只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以象使用文 件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具 体存在形式。
丰富的网络功能
完善的内置网络是Linux的一大特点。
可靠的系统安全
Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行
权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等。
良好的可移植性
右 大系统－CPU性能高，存储量大
时间约束：实时，非实时 网络连接性 用户交互
4
嵌入式Linux种类
是否支持MMU
不支持MMU：ucLinux，主要应用在ARM7系
列微处理系统中，如三星公司的S3C44B0， S3C4510等，无MMU，不支持虚地址，直接 访问内存，所有程序中访问的地址都是物理地 址。 支持MMU：嵌入式Linux，主要应用在ARM9 系列微处理器系统中，如三星公司的S3C2410， Intel公司的PXA255等。
良好的用户界面
Linux向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用。 用户界面可分为基于文本的命令行界面和图形界面，作为人机交
互界面。 系统调用给用户提供编程时使用的界面。用户可以在编程时直接 使用系统提供的系统调用命令。 7
Linux的主要特点
设备独立性
指操作系统把所有外部设备统一当作成文件来看待，
开放性
开放性是指系统遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连
（OSI）国际标准。
多用户
多用户是指系统资源可以被不同用户各自拥有使用，即每个用户
对自己的资源（例如：文件、设备）有特定的权限，互不影响。
多任务
多任务是现代计算机的最主要的一个特点。它是指计算机同时执
行多个程序，而且各个程序的运行互相独立。 Linux系统调度每 一个进程平等地访问微处理器。
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嵌入式Linux种类
嵌入式系统的划分一般是根据使用对象进行划分， 消费类电子、工控设备等。为了更好的理解所设 计的系统，可以按照尺寸，时间约束，网络，用 户交互程度等因素划分。 尺寸：小系统，中等系统，大系统
小系统－CPU的性能比较低，ROM<2MB RAM<4MB 中系统－CPU的性能中等，ROM32MB RAM64MB左