嵌入式系统课件_内核裁剪和移植
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嵌入式系统总结PPT课件
LDR R1,[R2]
;将R2指向的存储单元的数据读出
;保存在R1中
SWP R1,R1,[R2] ;将寄存器R1的值和R2指定的存储
;单元的内容交换
3.1 ARM处理器寻址方式
• 寻址方式分类——基址寻址
基址寻址就是将基址寄存器的内容与指令中给 出的偏移量相加，形成操作数的有效地址。基址寻 址用于访问基址附近的存储单元，常用于查表、数 组操作、功能部件寄存器访问等。基址寻址指令举 例如下：
MOV R1,R2
;将R2的值存入R1
SUB R0,R1,R2 ;将R1的值减去R2的值，结果保存到R0
3.1 ARM处理器寻址方式
• 寻址方式分类——立即寻址
立即寻址指令中的操作码字段后面的地址码部 分即是操作数本身，也就是说，数据就包含在指令 当中，取出指令也就取出了可以立即使用的操作数 (这样的数称为立即数)。立即寻址指令举例如下：
fOSC
1
晶体 振荡器
产生稳定的 时钟信号
FOSC
ON/OFF
3
PLL
外接晶体或 外接时钟源
2
唤醒
定时器
将Fosc提升到 合适的频率
FCCLK
CPU内核
4
VPB FPCLK 分频器
芯片外设
2.在复位或处理器从掉电模式被唤醒时，为输入的时钟信 号做计数延时，使芯片内部部件有时间进行初始化。
3.把Fosc信号提高到一个符合用户需要的频率(Fcclk) 其中 Fcclk用于CPU内核。
3.2 指令集介绍
• 算术逻辑运算指令
算术逻辑运算指令包括“加/减”以及“与/ 或/异或”等指令，它们的格式如下：
OpCode 结果寄存器，运算寄存器，第二操作数
《嵌入式Linux开发》课件
交叉编译工具链的安装
指导如何安装适用于目标板的交叉编译工具 链。
测试交叉编译环境
提供一种简单的方法来测试交叉编译环境是 否设置成功。
目标板与宿主机的连接方式
串口通信
介绍如何通过串口连接目标板和宿主机 ，以及串口通信的配置和常用命令。
USB连接
介绍如何通过USB连接目标板和宿主 机，以及USB通信的配置和常用命令
02
03
嵌入式系统
是一种专用的计算机系统 ，主要用于控制、监视或 帮助操作机器与设备。
特点
具有实时性、硬件可裁剪 、软件可定制、低功耗、 高可靠性等特点。
应用
汽车电子、智能家居、医 疗设备、工业自动化等领 域。
Linux作为嵌入式操作系统的优势
开源
Linux是开源的，可以免费使用和定制，降 低了开发成本。
路由与交换
介绍路由器和交换机的原理及在网 络中的作用。
03
02
IP地址
解释IP地址的分类、寻址方式以及子 网掩码的作用。
网络安全
简述常见的网络安全威胁和防范措 施。
04
TCP/IP协议栈简介
TCP/IP协议栈结构
详细描述TCP/IP协议栈的层次结构，包括应 用层、传输层、网络层和链路层。
IP协议
解释IP协议的核心功能，如地址解析、路由 选择等。
调试工具
介绍常用的调试工具，如gdbserver和gdb等，并说明如何使用这些 工具进行远程调试。
调试过程
详细描述调试过程，包括启动调试会话、设置断点、单步执行代码等 操作。
调试技巧与注意事项
提供调试过程中的一些技巧和注意事项，以提高调试效率和准确性。
03
嵌入式Linux系统开发基础
基于ARM的嵌入式linux内核的裁剪与移植
ＡＲＣＨ
—
３ 内核 配置 过 程
提供 用 户程 序所 使 用 的一些
自行 搭建 交叉 编译 环境 通 常 比较 复 杂 ，而 且 很 容易 出错 。本 文使 用 的是 开 发板 自带 的交 叉 编 译 器 ，即ｃｏｓ ３３ 交 叉 编译 器 ，该 编 译 只 需 将 ｒｓ一 ．． ４
光 盘 中 的 ａｍ—ｉｕ ３３ ． ｒ ｚ 用 ｔｒ ｘｆ ｎ — ｒ ｌ ｘ一 ．． ｂ ． ２ ａ ｖ ｎ ｎ ４ ａｂ ｉ ａ
及 下 栽 内核 映像 到 开发 板 等设 计 ，给 出了以ｓｃ ４ Ｏ ３ ２ ｌ 为核 心 的嵌 入 式Ｌｎ ｘ ｉｕ 内核 的裁 剪 与移植
过程。
关键词 ：ＡＲ Ｍ；嵌 入式Ｌｎ ｘ ３ ２ １ ；裁剪 ；移植 ｉｕ ；￥ Ｃ ４ ０
０ 引 言
微 处 理 器 的产 生 为价 格 低 廉 、结 构 小 巧 的 Ｃ Ｕ和外 设 的 连接 提 供 了稳 定 可靠 的硬 件 架构 。 Ｐ 这 样 。限制嵌 入式 系统 发展 的瓶 颈就 突 出表 现在
第 １卷 １
第 １期 １
电手元 器 件 盔 用
Ｅｌｃｒ ｎ ｃＣｏ ｏ ｅ ｔ Ｄ ｖ ｃ ｐ ｉａ ｉｎ ｅｔ ｉ ｏ ｍｐ ｎ ｎ ＆ ｅ ｉ ｅＡｐ ｌ ｔ ｓ ｃ ｏ
Ｖ ． １ Ｉ１ Ｎｏ １ ．ｌ
ＮＯ Ｖ．２ ９ ０ｏ
２ ０ 年 １ Ｙ ０９ ｌｌ
ｄ ｉ Ｏ３ ６ ／ｉ ｎ１ ６ － ７ ５ ０ ９１ ．２ ｏ： ．９ ９ｊｓ ．５ ３ ４ ９ ． ０ ．１０ ０ ｌ ．ｓ ２
以在 另 一个 平 台上执 行 的程 序代 码 。不 同的Ｃ Ｕ Ｐ
需要 有 不 同 的编译 器 。交叉 编 译 如 同 翻译 一 样 ，
—
３ 内核 配置 过 程
提供 用 户程 序所 使 用 的一些
自行 搭建 交叉 编译 环境 通 常 比较 复 杂 ，而 且 很 容易 出错 。本 文使 用 的是 开 发板 自带 的交 叉 编 译 器 ，即ｃｏｓ ３３ 交 叉 编译 器 ，该 编 译 只 需 将 ｒｓ一 ．． ４
光 盘 中 的 ａｍ—ｉｕ ３３ ． ｒ ｚ 用 ｔｒ ｘｆ ｎ — ｒ ｌ ｘ一 ．． ｂ ． ２ ａ ｖ ｎ ｎ ４ ａｂ ｉ ａ
及 下 栽 内核 映像 到 开发 板 等设 计 ，给 出了以ｓｃ ４ Ｏ ３ ２ ｌ 为核 心 的嵌 入 式Ｌｎ ｘ ｉｕ 内核 的裁 剪 与移植
过程。
关键词 ：ＡＲ Ｍ；嵌 入式Ｌｎ ｘ ３ ２ １ ；裁剪 ；移植 ｉｕ ；￥ Ｃ ４ ０
０ 引 言
微 处 理 器 的产 生 为价 格 低 廉 、结 构 小 巧 的 Ｃ Ｕ和外 设 的 连接 提 供 了稳 定 可靠 的硬 件 架构 。 Ｐ 这 样 。限制嵌 入式 系统 发展 的瓶 颈就 突 出表 现在
第 １卷 １
第 １期 １
电手元 器 件 盔 用
Ｅｌｃｒ ｎ ｃＣｏ ｏ ｅ ｔ Ｄ ｖ ｃ ｐ ｉａ ｉｎ ｅｔ ｉ ｏ ｍｐ ｎ ｎ ＆ ｅ ｉ ｅＡｐ ｌ ｔ ｓ ｃ ｏ
Ｖ ． １ Ｉ１ Ｎｏ １ ．ｌ
ＮＯ Ｖ．２ ９ ０ｏ
２ ０ 年 １ Ｙ ０９ ｌｌ
ｄ ｉ Ｏ３ ６ ／ｉ ｎ１ ６ － ７ ５ ０ ９１ ．２ ｏ： ．９ ９ｊｓ ．５ ３ ４ ９ ． ０ ．１０ ０ ｌ ．ｓ ２
以在 另 一个 平 台上执 行 的程 序代 码 。不 同的Ｃ Ｕ Ｐ
需要 有 不 同 的编译 器 。交叉 编 译 如 同 翻译 一 样 ，
第4章 Linux内核裁剪与移植 Linux系统移植(第2版) 教学课件
第4章 Linux内核裁剪与移植
4.1 Linux内核结构 4.2 内核配置选项 4.3 内核裁剪及编译 4.4 内 核 升 级
4.1.2 内核源码目录介绍
Linux内核代码以源码树的形式存放，如 果在安装系统的时候已经安装了源码树， 其源码树就在/usr/src/linux下。
1．arch目录
禁用随机heap（heap堆是一个应用层的概念，即堆对CPU是不可见的，它 的实现方式有多种，可以由OS实现，也可以由运行库实现，也可以在一个 栈中来实现一个堆）
Choose SLAB allocator Profiling support Kprobes
选择内存分配管理器，建议选择 支持系统评测，建议不选 探测工具，开发人员可以选择，建议不选
5．init目录
init子目录包含核心的初始化代码（注意， 不是系统的引导代码）。它包含两个文件 main.c和version.c，这是研究核心如何工 作的一个非常好的起点。
6．ipc目录
ipc子目录包含核心进程间的通信代码。 Linux下进程间通信机制主要包括管道、 信号、消息队列、共享内存、信号量、套 接口。
Physical 选择XIP后，内核存放的物理地址
Kexec system call
Kexec系统调用
4.2.4 网络协议支持相关选项
菜单选项（Networking Support）的子菜 单中包含一些网络协议支持的选项。
选项名 Networking options Amateur Radio support
arch子目录包括了所有和体系结构相关的 核心代码。它的每一个子目录都代表一种 支持的体系结构，例如arm子目录是关于 ARM平台下各种芯片兼容的代码。
4.1 Linux内核结构 4.2 内核配置选项 4.3 内核裁剪及编译 4.4 内 核 升 级
4.1.2 内核源码目录介绍
Linux内核代码以源码树的形式存放，如 果在安装系统的时候已经安装了源码树， 其源码树就在/usr/src/linux下。
1．arch目录
禁用随机heap（heap堆是一个应用层的概念，即堆对CPU是不可见的，它 的实现方式有多种，可以由OS实现，也可以由运行库实现，也可以在一个 栈中来实现一个堆）
Choose SLAB allocator Profiling support Kprobes
选择内存分配管理器，建议选择 支持系统评测，建议不选 探测工具，开发人员可以选择，建议不选
5．init目录
init子目录包含核心的初始化代码（注意， 不是系统的引导代码）。它包含两个文件 main.c和version.c，这是研究核心如何工 作的一个非常好的起点。
6．ipc目录
ipc子目录包含核心进程间的通信代码。 Linux下进程间通信机制主要包括管道、 信号、消息队列、共享内存、信号量、套 接口。
Physical 选择XIP后，内核存放的物理地址
Kexec system call
Kexec系统调用
4.2.4 网络协议支持相关选项
菜单选项（Networking Support）的子菜 单中包含一些网络协议支持的选项。
选项名 Networking options Amateur Radio support
arch子目录包括了所有和体系结构相关的 核心代码。它的每一个子目录都代表一种 支持的体系结构，例如arm子目录是关于 ARM平台下各种芯片兼容的代码。
嵌入式系统教学：嵌入式系统及应用PPT课件
仿真器
用于模拟嵌入式系统的运行环境，便 于开发者在真实硬件之前进行调试和 测试。
调试器
用于在嵌入式系统运行过程中进行实 时调试，帮助开发者定位和解决问题。
交叉编译器
将应用程序代码编译为目标硬件平台 上的可执行文件，实现跨平台开发。
03 嵌入式系统的应用
智能家居
智能家居是嵌入式系统的重要应用领域之一，通过嵌入式系 统可以实现家庭设备的智能化控制和管理，提高生活便利性 和舒适度。
、医学影像设备等。
汽车电子
嵌入式系统用于汽车电 子控制系统，如发动机
控制、车身控制等。
嵌入式系统的发展历程
01
02
03
起源
嵌入式系统的概念起源于 20世纪70年代，主要用于 工业控制领域。
发展
随着微处理器技术的发展， 嵌入式系统逐渐普及，应 用领域不断扩大。
趋势
未来嵌入式系统将朝着智 能化、网络化、低功耗等 方向发展。
RTOS技术具有可移植性和可裁 剪性，可以根据实际需求进行 定制化开发，提高系统的可靠 性和性能。
06 嵌入式系统发展趋势与挑 战
物联网时代的嵌入式系统
嵌入式系统在物联网中的应用
嵌入式系统作为物联网的重要组成部分，广泛应用于智能家居、智能交通、智能制造等领域，实现设备间的互联 互通和智能化控制。
提高实际操作能力。
项目实践
组织学生进行嵌入式系统的项目 实践，将理论知识应用于实际项 目中，提高学生的综合应用能力。
注重培养学生的实际动手能力
提供实验设备和实验环境
学校应提供先进的实验设备和实验环境，满足学生进行实验和实 践的需求。
加强实验课程建设
增加实验课程的比重，设计更多具有挑战性和实用性的实验项目， 引导学生主动实践。
《嵌入式原理系统》课件
模块化设计原则
模块间应保持松耦合、高内聚，模块接口应清晰、规范。
模块化设计方法
可以采用自顶向下的设计和分层设计等方法进行模块化设计。
嵌入式软件的测试与优化
测试方法
单元测试、集成测试和系统测试是常用的嵌入式软件 测试方法。
优化方法
代码优化、算法优化和系统优化是常用的嵌入式软件 优化方法。
性能评估
通过性能评估可以衡量嵌入式软件的性能指标，如响 应时间、功耗和可靠性等。
嵌入式传感器与执行器接口
分析嵌入式传感器与执行器的接口标准，如ADC、DAC等。
嵌入式传感器与执行器应用
介绍嵌入式传感器与执行器在实际应用中的实现方式，如温度检测、 压力控制等。
03
嵌入式操作系统原理
嵌入式操作系统的特点与分类
总结词：概述
可裁剪性：根据实际应用需求，嵌入式操作系统可以进 行定制和裁剪，以减小体积和资源占用。
嵌入式总线与接口协议
分析嵌入式总线与接口的协议标准，如RS-232、I2C、SPI等。
嵌入式总线与接口应用
介绍嵌入式总线与接口在实际应用中的实现方式，如串口通信、I/O控制等。
嵌入式传感器与执行器
嵌入式传感器与执行器概述
介绍嵌入式传感器与执行器的定义、分类、特点等。
常见嵌入式传感器与执行器
列举温度传感器、压力传感器、光敏传感器等常见嵌入式传感器与执 行器，并简要介绍其特点和应用领域。
嵌入式系统的发展趋势
低功耗设计
随着物联网和智能终端的普及，嵌入 式系统的功耗越来越受到关注，低功 耗设计成为发展趋势。
人工智能
人工智能技术的不断发展，嵌入式系 统将更加智能化，能够实现更高级别 的自动化和智能化控制。
云计算
模块间应保持松耦合、高内聚，模块接口应清晰、规范。
模块化设计方法
可以采用自顶向下的设计和分层设计等方法进行模块化设计。
嵌入式软件的测试与优化
测试方法
单元测试、集成测试和系统测试是常用的嵌入式软件 测试方法。
优化方法
代码优化、算法优化和系统优化是常用的嵌入式软件 优化方法。
性能评估
通过性能评估可以衡量嵌入式软件的性能指标，如响 应时间、功耗和可靠性等。
嵌入式传感器与执行器接口
分析嵌入式传感器与执行器的接口标准，如ADC、DAC等。
嵌入式传感器与执行器应用
介绍嵌入式传感器与执行器在实际应用中的实现方式，如温度检测、 压力控制等。
03
嵌入式操作系统原理
嵌入式操作系统的特点与分类
总结词：概述
可裁剪性：根据实际应用需求，嵌入式操作系统可以进 行定制和裁剪，以减小体积和资源占用。
嵌入式总线与接口协议
分析嵌入式总线与接口的协议标准，如RS-232、I2C、SPI等。
嵌入式总线与接口应用
介绍嵌入式总线与接口在实际应用中的实现方式，如串口通信、I/O控制等。
嵌入式传感器与执行器
嵌入式传感器与执行器概述
介绍嵌入式传感器与执行器的定义、分类、特点等。
常见嵌入式传感器与执行器
列举温度传感器、压力传感器、光敏传感器等常见嵌入式传感器与执 行器，并简要介绍其特点和应用领域。
嵌入式系统的发展趋势
低功耗设计
随着物联网和智能终端的普及，嵌入 式系统的功耗越来越受到关注，低功 耗设计成为发展趋势。
人工智能
人工智能技术的不断发展，嵌入式系 统将更加智能化，能够实现更高级别 的自动化和智能化控制。
云计算
嵌入式课程第1讲嵌入式系统综述ppt课件
3/92
课程设置的必要性
▪ 应用需求日益复杂 ▪ 微处理器技术长足发展 ▪ 社会对嵌入式技术人才的需求
据统计2002年16/32位嵌入式处理 器的销售额已接近70亿美元 ▪ 嵌入式软件技术成为核心
4/92
嵌入式处理器快速成长
$70亿
5/92
课程目的
了解嵌入式系统的概念和体系结构
掌握嵌入式系统的软硬件开发方法
代表产品有TI的TMS320C2000/C5000 和Motorola的DSP56000
35/92
嵌入式SOC
System On Chip,片上系统/系统芯片 将很多功能模块集成到单个芯片上 ➢ 各种通用处理器内核作为SOC设计公司的标准库，
用VHDL等语言描述 ➢ 除个别无法集成外，嵌入式系统的大部分集成到一
12/92
课程安排（5）
3. 嵌入式Linux设备驱动实验 － 基本的编程实现 － 数码管驱动与按键驱动的结构分析及使用方法
4. 串口通讯与短信收发系统综合实验 － 基于Qt的嵌入式GUI程序设计 － 串口通讯程序设计 － 短信收发程序设计 － 程序编译下载与运行
13/92
评分标准
课堂表现与出勤率：20％ 实验表现：50％ 实验报告：30％
MIPS公司开发了32位高性能，低功耗的处理器 内核MIPS 32 4Kc和64位的处理器内核MIPS
64 5Kc
应用范围：机顶盒、视频游戏机、Cisco路由
器、激光打印机
30/92
典型的嵌入式微处理器－PowerPC
PowerPC架构特点：可伸缩性好，方便灵活
既有通用处理器，也有嵌入式微控制器和内核， 应用范围非常广泛，从高端服务器、工作站到 PC，从消费类电子到通信设备
课程设置的必要性
▪ 应用需求日益复杂 ▪ 微处理器技术长足发展 ▪ 社会对嵌入式技术人才的需求
据统计2002年16/32位嵌入式处理 器的销售额已接近70亿美元 ▪ 嵌入式软件技术成为核心
4/92
嵌入式处理器快速成长
$70亿
5/92
课程目的
了解嵌入式系统的概念和体系结构
掌握嵌入式系统的软硬件开发方法
代表产品有TI的TMS320C2000/C5000 和Motorola的DSP56000
35/92
嵌入式SOC
System On Chip,片上系统/系统芯片 将很多功能模块集成到单个芯片上 ➢ 各种通用处理器内核作为SOC设计公司的标准库，
用VHDL等语言描述 ➢ 除个别无法集成外，嵌入式系统的大部分集成到一
12/92
课程安排（5）
3. 嵌入式Linux设备驱动实验 － 基本的编程实现 － 数码管驱动与按键驱动的结构分析及使用方法
4. 串口通讯与短信收发系统综合实验 － 基于Qt的嵌入式GUI程序设计 － 串口通讯程序设计 － 短信收发程序设计 － 程序编译下载与运行
13/92
评分标准
课堂表现与出勤率：20％ 实验表现：50％ 实验报告：30％
MIPS公司开发了32位高性能，低功耗的处理器 内核MIPS 32 4Kc和64位的处理器内核MIPS
64 5Kc
应用范围：机顶盒、视频游戏机、Cisco路由
器、激光打印机
30/92
典型的嵌入式微处理器－PowerPC
PowerPC架构特点：可伸缩性好，方便灵活
既有通用处理器，也有嵌入式微控制器和内核， 应用范围非常广泛，从高端服务器、工作站到 PC，从消费类电子到通信设备
嵌入式系统ppt课件
iPhone®
Went on sale in June 2007
One Samsung ARM1176
application processor core
Memory capacity: 8 – 16 GB
Display: 3.5 inch widescreen multitouch
Operating system: MAC OS X
Embedded system: any device that includes a programmable computer but is not itself a general-purpose computer With OS (use microprocessors) Without OS (use microcontrollers)
3 output ports, 6 wire digital platform
100 x 64 pixel LCD graphical display
Sound channel with 8-bit resolution
Stores multiple programs
精选ppt
11
应用范例介绍二
嵌入式系统 概论
精选ppt
1
What is this?
பைடு நூலகம்
The Von Neumann Architecture
精选ppt
2
What is Embedded ?
精选ppt
3
什么是嵌入式系统?
计算机，假装自己不是计算机…… (Stephen A. Edwards)
精选ppt
4
为什么要嵌入?
為何计算机要嵌入？
嵌入式课件(ppt)
1.1 嵌入式系统简介
嵌入式系统已经广泛应用于各个科技领域和日常生活的每个角落，由于其本 身的特性，使得我们很难发现它的存在。甚至一些从事嵌入式系统开发的科技人 员也只知单片机，不知道嵌入式系统。本节从嵌入式系统的定义开始，阐述嵌入 式系统的含义、特点等，以使读者加深对嵌入式系统的理解。
§1.1.1 嵌入式系统的定义 §1.1.2 嵌入式系统的组成 §1.1.3 嵌入式系统的特点 §1.1.4 嵌入式系统的应用 §1.1.5 嵌入式系统的发展
由上述可以看出，嵌入式系统是一个外延极广的概念，凡是与产品结合在一起的、 具有嵌入式系统特点的系统都可以称为嵌入式系统。
第1章 嵌入式系统设计基础
4
嵌入式系统的组成
嵌入式系统一般有3个主要的组成部分： 硬件。图1.1给出了嵌入式系统的硬件组成。其中，处理器是系统的运算核心； 存储器（ROM、RAM）用来保存可执行代码，以及中间结果；输入输出设备完成 与系统外部的信息交换；其他部分辅助系统完成功能。 应用软件。应用软件是完成系统功能的主要软件，它可以由单独的一个任务来 实现，也可以由多个并行的任务来实现。 实时操作系统（Real-Time Operating System，RTOS）。该系统用来管理应 用软件，并提供一种机制，使得处理器分时地执行各个任务并完成一定的时限要 求。
由于对嵌入式系统含义的理解因人而异，所以不同的书籍对嵌入式系统的定义也 不尽相同。下面给出了一些文献中对嵌入式系统的定义：
“Computer as Components – Principles of Embedded Computing System Design”一书的作者Wayne Wolf认为：“什么是嵌入式计算系统？如果不严格地定 义，它是任何一个包含可编程计算机的设备，但是它本身却不是一个通用计算机。”
嵌入式系统已经广泛应用于各个科技领域和日常生活的每个角落，由于其本 身的特性，使得我们很难发现它的存在。甚至一些从事嵌入式系统开发的科技人 员也只知单片机，不知道嵌入式系统。本节从嵌入式系统的定义开始，阐述嵌入 式系统的含义、特点等，以使读者加深对嵌入式系统的理解。
§1.1.1 嵌入式系统的定义 §1.1.2 嵌入式系统的组成 §1.1.3 嵌入式系统的特点 §1.1.4 嵌入式系统的应用 §1.1.5 嵌入式系统的发展
由上述可以看出，嵌入式系统是一个外延极广的概念，凡是与产品结合在一起的、 具有嵌入式系统特点的系统都可以称为嵌入式系统。
第1章 嵌入式系统设计基础
4
嵌入式系统的组成
嵌入式系统一般有3个主要的组成部分： 硬件。图1.1给出了嵌入式系统的硬件组成。其中，处理器是系统的运算核心； 存储器（ROM、RAM）用来保存可执行代码，以及中间结果；输入输出设备完成 与系统外部的信息交换；其他部分辅助系统完成功能。 应用软件。应用软件是完成系统功能的主要软件，它可以由单独的一个任务来 实现，也可以由多个并行的任务来实现。 实时操作系统（Real-Time Operating System，RTOS）。该系统用来管理应 用软件，并提供一种机制，使得处理器分时地执行各个任务并完成一定的时限要 求。
由于对嵌入式系统含义的理解因人而异，所以不同的书籍对嵌入式系统的定义也 不尽相同。下面给出了一些文献中对嵌入式系统的定义：
“Computer as Components – Principles of Embedded Computing System Design”一书的作者Wayne Wolf认为：“什么是嵌入式计算系统？如果不严格地定 义，它是任何一个包含可编程计算机的设备，但是它本身却不是一个通用计算机。”
基于ARM的嵌入式linux内核的裁剪与移植
基于ARM的嵌入式linux内核的裁剪与移植前言嵌入式系统一直是计算机行业中的领域之一。
在许多应用程序中，嵌入式系统越来越流行。
嵌入式系统通常使用嵌入式芯片，如ARM芯片，并且它们通常运行Linux内核。
Linux内核是一个开放源代码的操作系统内核。
在嵌入式领域，Linux 内核可以被用于实现各种应用程序。
本文将重点介绍如何基于ARM平台的嵌入式Linux内核进行裁剪和移植。
ARM平台ARM处理器是一种RISC（Reduced Instruction Set Computer）处理器。
这种类型的处理器可用于嵌入式系统开发，因为它具有较低的功耗和高效的性能。
ARM处理器有许多版本，其中包括ARMv6和ARMv7。
ARMv6通常用于嵌入式系统，而ARMv7则用于智能手机和平板电脑等高端设备。
Linux内核的裁剪在嵌入式系统中，Linux内核需要进行裁剪，以适应嵌入式设备的需求。
与桌面计算机相比，嵌入式系统拥有更少的资源，包括RAM、闪存和存储空间。
因此，在将Linux内核移植到嵌入式系统之前，必须将内核进行裁剪。
在裁剪内核之前，您必须确定哪些内核模块是必需的。
一些模块可以从内核中移除，以减少内核的大小。
通常，将不必要的模块和其他功能从内核中移除可以使内核变得更小并具有更好的性能。
另外，裁剪内核时应确保其他组件与内核兼容。
例如，在新内核中可能需要更改驱动程序或实用程序以适应修改后的内核。
裁剪内核可能是一项比较困难的工作，需要深刻了解Linux内核的各个方面，以确保正确地裁剪内核。
移植Linux内核到ARM移植内核是将Linux内核适应新硬件的过程。
在开始移植内核之前，您必须了解嵌入式设备的硬件架构以及所需的内核组件。
移植Linux内核到ARM可以分为以下步骤：1.选择合适的ARM平台和处理器并确定所需的内核选项。
2.下载最新的内核源代码。
3.配置内核选项，并使其适应新硬件。
4.使用交叉编译器编译内核。
嵌入式系统PPT讲解全
三大领域所占比例之和接近60%
消费电子：信息家电，电视机、微波炉、数字电话 通信设备：手机、平板电脑 工业控制:自动化与测控仪器仪表 在工控和仿真领域，几乎所有的计算机控制系统都
采用嵌入式系统.新型的测控仪器仪表无一不是嵌入 式系统
嵌入式系统作为“物联网”的核心，是当前最热门最 有前景的IT应用领域之一。
（软件外包是指软件外包提供商为了集中精力从事核心 竞争力业务,降低项目成本,同时提高项目实施的质量,将 自己的软件项目中的全部或部分工作发包给合适的软件 企业去完成）
嵌入式系统在工业上的应用
嵌入式工控机 嵌入式工控机（Embedded Industrial Computer）是一
种加固的增强型工业计算机，它可以作为一个工业控 制器在工业环境中可靠运行。
工控机对于扩展性的要求也非常高，接口的设计需要 满足特定的外部设备，因此大多数情况下工控机需要 单独定制才能满足需求。
嵌入式工控机的优点 性能可靠 体积小巧 免维护 低功耗、无风扇、宽温设计、适应恶劣工作环境
嵌入式工控机的三大缺点。 一是性能较低； 二是扩展性较差；
三是缺乏标准化。
嵌入式工业触控一体机
工控机（Industrial Personal Computer，IPC）即工业 控制计算机，是一种采用总线结构，对生产过程及 机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。 工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算 机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、 控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。
工控机的主要类别有：IPC（PC总线工业电脑）、PLC （可编程控制系统）、DCS（分散型控制系统）、 FCS（现场总线系统）及CNC（数控系统）五种。
嵌入式工控机的优势
精品课件-基于ARM9的嵌入式Linux系统-第8章
子目录下的Makefile传递一些信息。有些变量，比如 SUBDIRS，不仅在顶层Makefile中定义并且赋初值，而且在 arch/*/Makefile还作了扩充。
第8章 嵌入式Linux内核
7
(3) Rules.make 变量。 前面讲过，Rules.make 是编译规则文件，所有的Makefile
linux2.6.14.1.tar.gz [root@localhost mxl]# pwd /mnt/hgfs/share/mxl
第8章 嵌入式Linux内核
29
8.3.2 修改Makefile 修改内核目录树根下的主Makefile，指明交叉编译器。
[root@localhost linux2.6.14.1]#vi Makefile 找到ARCH和CROSS_COMPILE，修改。
第8章 嵌入式Linux内核
24
图8-2 menuconfig配置界面
第8章 嵌入式Linux内核
25
8.2.3 Linux内核启动原理 在Bootloader将Linux内核映像拷贝到RAM以后，可以通过
下例代码启动Linux内核： call_linux(0, machine_type, kernel_params_base)。
第8章 嵌入式Linux内核
3
8.2 Linux内核软件结构分析
8.2.1 Linux内核配置系统原理 1. 配置系统的基本结构 本节对Makefile分析方法可参看第7章vivi中Makefile的详
细分析，Linux内核的配置系统由三个部分组成，分别是： ① Makefile：分布在Linux内核源代码(包括子目录)中的
/prompt/ /symbol/ /word/
嵌入式系统PPTPPT课件
物联网与5G技术
嵌入式系统将与云计算和边缘计算技术结 合，实现数据处理和分析能力的提升。
物联网和5G通信技术的发展为嵌入式系统 提供了更广阔的应用空间，嵌入式系统将 更加网络化、智能化。
02 嵌入式系统硬件
微控制器
微控制器是嵌入式系统的核心，它是一 种集成电路芯片，包含了计算机的基本 组成要素，如中央处理器、存储器、输
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目录
CONTENTS
• 嵌入式系统概述 • 嵌入式系统硬件 • 嵌入式系统软件 • 嵌入式系统开发流程 • 嵌入式系统应用案例 • 嵌入式系统面临的挑战与解决方案
01 嵌入式系统概述
定义与特点
定义
嵌入式系统是一种专用的计算机系统 ，主要用于控制、监视或帮助操作机 器设备。
特点
嵌入式系统在智能家居控制系统中发 挥着核心作用，通过嵌入式处理器和 相关硬件设备，实现对家庭设备的控 制和管理。
智能家居控制系统可以实现的功能包 括：远程控制、定时控制、语音控制 等，为家庭生活带来便利和舒适。
工业自动化控制系统
工业自动化控制系统是嵌入式系统的另一个重要应用领域，通过嵌入式系统技术， 可以实现生产过程的自动化和智能化。
调研市场需求
了解行业发展趋势和市场需求，为系统设计提供参考 和依据。
制定开发计划
根据需求分析结果，制定详细的开发计划，包括时间 安排、人员分工、资源需求等。
系统设计
硬件设计
根据系统需求，设计合适的硬件架构，包括 处理器、存储器、接口电路等。
软件设计
设计嵌入式系统的软件架构，包括操作系统、 中间件和应用软件等。
01
02
03
系统集成
将硬件和软件集成在一起， 形成完整的嵌入式系统。
嵌入式资料PPT课件
C语言
适用于需要面向对象编程 的应用场景，如GUI开发、 游戏机等。
Python语言
适用于需要快速原型开发 或脚本编程的应用场景。
嵌入式软件设计模式
单片机程序架构
适用于资源受限的微控制器，如8051系列。
ARM Cortex-M系列MCU程序架构
适用于ARM Cortex-M系列MCU，如STM32。
软件设计
根据系统需求和总体设计，设计 软件模块和接口，确定软件架构。
系统实现与测试
编码实现
按照设计要求，编写代 码并实现系统功能。
单元测试
对每个模块进行测试， 确保模块功能正常。
集成测试
将所有模块集成在一起 进行测试，确保系统整
体功能正常。
系统测试
对整个系统进行测试， 确保系统满足需求规格
说明书的要求。
系统部署与维护
系统部署
将系统安装到实际运行环境中，并进 行配置和调试。
系统维护
对系统进行日常维护和升级，确保系 统稳定运行。
05
嵌入式系统应用案例
智能家居系统
智能家居系统
01
通过嵌入式系统技术，将家中的各种设备连接到互联网，实现
智能化控制和管理。
智能家居系统的功能
02
包括远程控制、语音控制、自动化控制等，提高家庭生活的便
传感器和执行器是嵌入式系统 的关键组成部分，用于实现系
统的感知和控制功能。
选择合适的传感器和执行器需 要考虑应用场景、性能要求和
成本等因素。
嵌入式硬件开发工具
嵌入式硬件开发工具包括原理图 设计软件、PCB设计软件、仿真
软件等。
这些工具可以帮助开发人员快速 设计、仿真和调试嵌入式硬件系
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设置cpu
LCD 驱动
配置触摸屏
配置 USB 鼠标和键盘
网卡支持
编译内核
制作文件系统映像
把自己的程序或文件复制到这个文件系 统在PC 机上的相应目录里面去，然后 重新打包生成 image,下载和烧写
打开ftp软件
Linux移植
7.通过TFTP下载Linux内核(zImage) 到RAM中 SMDK2410 # tftp 0x30008000 zImage //主机的zImage文件放在
0x100000为内核的大小，0x100000可被替换为大于内核大小且 是0x20000倍数的最小整数。
Linux移植
Linux移植
通过TFTP下载文件系统(ramdisk.image.gz) 到RAM中 SMDK2410# tftp 30800000 ramdisk.image.gz//主机的
/tftpboot目录下
下载内核
文件系统
Linux移植
将RAM中的内核烧写到flash中 SMDK2410# fl 0x1040000 0x30008000
0x100000
0x1040000为内核烧写到Flash的地址，当ppcboot启动后它会从 此地址加载Linux内核。
0x30008000为上一步使用的内核下载到内存中的地址。
嵌入式系统
— 内核裁剪和移植
•Linux 内核移植裁减
内核移植裁减步骤 A、下载最新版本的内核 B、修改内核代码 C、裁减内核
内核的下载地址
/download/0007000/6156.shtml /pub/linux/kernel/v2.6/
根目录下的Makefile
指定目标平台和交叉编译器
/arch/arm / Makefile 具体处理器
设置内核起始运行地址和
/arch/arm/config.in 显示
设置其在make menuconfig时的
•Linux 内核移植裁减
还需要修改的文件
arch/arm/boot/Makefile arch/arm/boot/compressed/Makefile arch/arm/boot/compressed/head-s3c2410.S arch/arm/def-configs目录中复制配置好的config文件 arch/arm/kernel/Makefile arch/arm/kernel/debug-armv.S arch/arm/kernel/entry-armv.S arch/arm/kernel/setup.c arch/arm/mm/mm-armv.c arch/arm/math-s3c2410目录在2.4.18版内核中没有，这里都是C
库子程序
•Linux 内核移植裁减
原则
(a) 尽量裁减内核，可以舍弃的部分都先去掉。 (b) 在SYSTEM TYPE目录中选择正确的CPU型号，我们这里应该选 择
Samsung S3C2410，在S3C2410 Implementations选项中选择 SMDK2410/A9M2410。 (c) 在General setup目录下Default kernel command string选项中填入 正确的command string，在这里设置正确的串口名和波特率。 (d) 在Character devices目录下的Serial drivers选项中一定要选择 Samsung。
语言编写的程序，是用户自己添加的有关开放板上USB、电源管 理等功能的相关代码。
•Linux 内核移植裁减
裁减内核 #make menuconfig
•Linux 内核移植裁减
Code maturity level options
代码成熟度选项
General setup
常规设置
Loadable module support
可加载模块支持
Block layer
块设备层
Processor type and features
中央处理器(CPU)类型及 特性
Bus options (PCI, PCMCIA, EISA, MCA, ISA)
总线选项
Executable file formats
可执行文件格式
Networking
ramdisk.image.gz文件放 在/tftpboot目录下
将RAM中的内核烧写到flash中 SMDK2410# fl 1140000 30800000 200000
文件系统
所谓文件系统就是用户程序和文件的集 合(RAMDISK, JFFS2,CRAMFS…)
放到一个统一的目录下，然后通过一个 工具打包成一个映象(image)文件(压 缩)，然后烧制到板子上以后
•Linux 内核移植裁减
修改内核代码
Linux内核的移植主要包含启动代码的修改，内核的链接 及装入，参数传递，内核引导几个部分。我们在移植工作中要 改动的代码主要集中在与体系结构相关部分。
主要修改的文件
/arch/arm/boot/bootp/init.S 内核在arm平台上启动的初始化 代码
mkfs.jffs2 -d jffs2_dir -o jffs2.img
CRAMFS 文件系统
特点是：不拷贝到SDRAM 中，直接在 flash 中，只读.
mkcramfs cramfs_dir cramfs.img
LINUX 内核启动完成后，会逐个挂接这 些文件系统映象文件并做解包的工作(根 文件系统rootfs)
ramdisk文件系统
linux 内核运行时都会把文件系统数据块的信 息拷贝到SDRAM 中，也就是相当于在SDRAM 中划出一块区域模拟PC 机的硬盘
JFFS2 文件系统
特点：linux 内核启动以后，不会把jffs2 文件系统中的数据拷贝到的SDRAM 中， 直接在flash 中运行，可读可写.
网络
Device Drivers
设备驱动程序
File systems
文件系统
Instrumentation Support
分析支持
Kernel hacking
内核hack选项
Security options
安全选项
Cryptographic options
加密选项
Library routines