嵌入式LINUX? 電子教程全集

嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)于60年代晚期，它最初被用于控制機(jī)電電話交換機(jī)，如今已被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)制造、過程控制、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費(fèi)類產(chǎn)品等眾多領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)核心CPU，每年在全球范圍內(nèi)的產(chǎn)量大概在二十億顆左右，其中超過80％應(yīng)用于各類專用性很強(qiáng)的嵌入式系統(tǒng)。一般的說，凡是帶有微處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)。
　　1. 嵌入式Linux系統(tǒng)就是利用Linux其自身的許多特點(diǎn)，把它應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)里。
　　Linux做嵌入式的優(yōu)勢(shì)，首先，Linux是開放源代碼的，不存在黑箱技術(shù)，遍布全球的眾多Linux愛好者又是Linux開發(fā)者的強(qiáng)大技術(shù)支持；其次，Linux的內(nèi)核小、效率高，內(nèi)核的更新速度很快,linux是可以定制的，其系統(tǒng)內(nèi)核最小只有約134KB。第三，Linux是免費(fèi)的OS，在價(jià)格上極具競(jìng)爭(zhēng)力。 Linux還有著嵌入式操作系統(tǒng)所需要的很多特色，突出的就是Linux適應(yīng)于多種CPU和多種硬件平臺(tái)，是一個(gè)跨平臺(tái)的系統(tǒng)。到目前為止，它可以支持二三十種CPU。而且性能穩(wěn)定，裁剪性很好，開發(fā)和使用都很容易。很多CPU包括家電業(yè)芯片，都開始做Linux的平臺(tái)移植工作。移植的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Java的開發(fā)環(huán)境。也就是說，如果今天用Linux環(huán)境開發(fā)產(chǎn)品，那么將來?yè)QCPU就不會(huì)遇到困擾。同時(shí)，Linux內(nèi)核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的，Linux對(duì)網(wǎng)絡(luò)中最常用的TCP/IP協(xié)議有最完備的支持。提供了包括十兆、百兆、千兆的以太網(wǎng)絡(luò)，以及無線網(wǎng)絡(luò)，Toker ring(令牌環(huán)網(wǎng))、光纖甚至衛(wèi)星的支持。所以Linux很適于做信息家電的開發(fā)。
　　還有使用Linux為的是來開發(fā)無線連接產(chǎn)品的開發(fā)者越來越多。Linux在快速增長(zhǎng)的無線連接應(yīng)用主場(chǎng)中有一個(gè)非常重要的優(yōu)勢(shì)，就是有足夠快的開發(fā)速度。這是因?yàn)長(zhǎng)Inux有很多工具，并且Linux為眾多程序員所熟悉。因此，我們要在嵌入式系統(tǒng)中使用Linux操作系統(tǒng)。
　　Linux的大小適合嵌入式操作系統(tǒng)——Linux固有的模塊性，適應(yīng)性和可配置性，使得這很容易做到。另外，Linux源碼的實(shí)用性和成千上萬的程序員熱切其望它用于無數(shù)的嵌入式應(yīng)用軟件中，導(dǎo)致很多嵌入式Linux的出現(xiàn)，包括：Embedix，ETLinux，LEM，Linux Router Project，LOAF，uCLinux，muLinux，ThinLinux，F(xiàn)irePlug，Linux和PizzaBox Linux
　　相對(duì)，Linux的圖形界面還相對(duì)較弱，但近年Linux的圖形界面發(fā)展也很快，這也就不是問題。
　　2. 什么是嵌入式Linux
　　嵌入式linux 是將日益流行的Linux操作系統(tǒng)進(jìn)行裁剪修改，使之能在嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的一種操作系統(tǒng)。嵌入式linux既繼承了Interlnet上無限的開放源代碼資源，又具有嵌入式操作系統(tǒng)的特性。嵌入式Linux的特點(diǎn)是版權(quán)費(fèi)免費(fèi);購(gòu)買費(fèi)用媒介成本技術(shù)支持全世界的自由軟件開發(fā)者提供支持網(wǎng)絡(luò)特性免費(fèi)，而且性能優(yōu)異，軟件移植容易，代碼開放，有許多應(yīng)用軟件支持，應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)周期短，新產(chǎn)品上市迅速，因?yàn)橛性S多公開的代碼可以參考和移植，實(shí)時(shí)性能RT_Linux Hardhat Linux 等嵌入式Linux支持，實(shí)時(shí)性能穩(wěn)定性好安全性好。
　　3. 嵌入式Linux有巨大的市場(chǎng)前景和商業(yè)機(jī)會(huì)，出現(xiàn)了大量的專業(yè)公司和產(chǎn)品，如Montavista Lineo Emi等，有行業(yè)協(xié)會(huì)如Embedded Linux Consortum等，得到世界著名計(jì)算機(jī)公司和OEM板級(jí)廠商的支持，例如IBM Motorola Intel等。傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)廠商也采用了Linux策略，如Lynxworks Windriver QNX等，還有Internet上的大量嵌入式Linux愛好者的支持。嵌入式Linux支持幾乎所有的嵌入式CPU和被移植到幾乎所有的嵌入式OEM板。
　　4.嵌入式Linux的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，主要的應(yīng)用領(lǐng)域有信息家電、PDA 、機(jī)頂盒、Digital Telephone、Answering Machine、Screen Phone 、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、Ethernet Switches、Router、Bridge、Hub、Remote access servers、ATM、Frame relay 、遠(yuǎn)程通信、醫(yī)療電子、交通運(yùn)輸計(jì)算機(jī)外設(shè)、工業(yè)控制、航空航天領(lǐng)域等。
　　5.如果分別讓10位工程師給出嵌入式系統(tǒng)的定義，將得到10個(gè)不同的答案。一般來說，大部分的嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行特定的任務(wù)。我們假定最簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)包括輸入/輸出功能，以及一些控制邏輯，該系統(tǒng)基于它的配置執(zhí)行某些類型的功能。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，可以認(rèn)為一個(gè)包含實(shí)現(xiàn)控制邏輯74123計(jì)數(shù)器以及一個(gè)狀態(tài)是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)。也許可以補(bǔ)充說，該系統(tǒng)必須可通過存儲(chǔ)在固件中的軟件進(jìn)行編程。這個(gè)新的嵌入式系統(tǒng)定義包括輸入/輸出(I/O)，以及存儲(chǔ)在系統(tǒng)固件中的控制邏輯。一個(gè)帶有鼠標(biāo)、鍵盤、網(wǎng)絡(luò)連接并運(yùn)行圖形用戶界面(GUI，graphical user interface)多任務(wù)操作系統(tǒng)的桌面計(jì)算機(jī)顯然滿足這些要求，但我們能認(rèn)為它是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)嗎？
　　如果桌面計(jì)算機(jī)不是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，那么手持設(shè)備呢？它們有I/O功能，可以運(yùn)行存儲(chǔ)在固件中的控制邏輯。有人說，桌面計(jì)算機(jī)和手持設(shè)備都有通用計(jì)算機(jī)設(shè)備，可以運(yùn)行軟件來執(zhí)行許多不同的任務(wù)，與之不同的是，嵌入式系統(tǒng)(例如，洗碗機(jī)控制器或飛行導(dǎo)航系統(tǒng))主要是為特定任務(wù)而設(shè)計(jì)的。這種特定的功能限定使嵌入式設(shè)備有功能上的唯一性。如果是這樣，為什么一些嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)成具有附加的功能，如存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中的程序，并且具有運(yùn)行可以完成原始設(shè)計(jì)范圍之外的任務(wù)的多任務(wù)操作系統(tǒng)的能力呢？
　　在過去，區(qū)分嵌入式系統(tǒng)和通用計(jì)算機(jī)比現(xiàn)在簡(jiǎn)單的多。例如，可以很容易地區(qū)分出一個(gè)基于8051的T1分幅卡嵌入式系統(tǒng)和一臺(tái)Sun UNIX工作站。而現(xiàn)在，從功能方面很難區(qū)分一臺(tái)Sun工作站和一個(gè)包含PowerPC以及32MB內(nèi)存和16MB閃存的機(jī)頂盒。這樣的機(jī)頂盒可以運(yùn)行帶GUI的多任務(wù)操作系統(tǒng)，可現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)，可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序(如視頻控制器、數(shù)字錄像和Java虛擬機(jī))，還可以進(jìn)行安全的因特網(wǎng)在線交易。很難判斷這種機(jī)頂盒是否是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)。顯然，硬件性能的提升和價(jià)格的下降使通用計(jì)算機(jī)和嵌入式系統(tǒng)之間的界限變得很模糊，技術(shù)的進(jìn)步使得我們很難定義什么是嵌入式。