基于手持移动设备的嵌入式Linux移植研究

摘要

近年来随着嵌入式技术在各个领域的不断普及以及对于嵌入式产品需求的同步增长，使嵌入式技术在移动设备上的应用越来越广泛。因此作为个人信息设备的手持移动终端的普及非常的迅速，从高端的智能手机到廉价的学生电子词典都随处可见。 然而目前市面上的大部分产品是要么面向高端应用的设备，配置豪华，价格很高。而面向低端的设备又功能偏少，不能满足用户更多的需求。因此决定设计一款功能比较强，而价格却很低廉的个人移动信息设备。 在综合考虑了目前市场的手持移动设备的软硬件状况之后，确定以三星公司极具性价比的嵌入式微处理器S3C44BOX为核心并运行免费开源的μClinux的移动设备，这样能极大的降低了成本。本文从Bootloader启原理出发进行了源代码级的分析，把U-boot移植到了开发板。详细分析了操作系统μClinux的内核结构，μClinux的内存管理、进程管理，并进行到开发板的移植分析和研究。在确定设备的用户需求后，对内核进行相应的功能裁减，添加串口和网卡的驱动。Microwindows是μClinux操作系统上的图形用户界面，本文分析了其图形API，并移植了一些实用性很强的应用软件，进一步增强了设备的功能。在整个软硬件协同设计中，包含了多项关键技术可供后续的嵌入式系统产品开发中使用。

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第一章绪论

1.1嵌入式系统

1.1.1嵌入式系统定义

1.1.2嵌入式系统特点

1.1.3手持移动设备

1.2本文设计的思路

1.2.1手持设备市场分析

1.2.2廉价手持设备的设计思路

1.2.3执行方案

第二章ARM处理器

2.1 RISC体系结构

2.2ARM处理器

2.2.1ARM

2.2.2ARM微处理器的应用领域

2.2.3ARM微处理器分类和特点

2.2.4ARM7微处理器系列

2.3 S3C44B0X处理器

第三章开发环境的建立

3.1实验开发板

3.2构建交叉编译环境

3.2.1交叉编译

3.2.2搭建交叉编译环境

3.2.3 JTAG软件

第四章BOOT LOADER移植

4.1 BOOT LOADER

4.1.1 Boot Loader功能

4.1.2Boot Loader启动过程

4.2 U-BOOT的移植

4.2.1 U-boot启动代码移植

4.3 U-BOOT的开发板相关移植

4.3.1移植准备工作

4.3.2移植操作内容

4.3.3 U-boot的编译和烧写

第五章μCLINUX的分析和移植

5.1μCLINUX的内存管理

5.1.1标准Linux使用的虚拟存储器技术

5.1.2μClinux针对NOMMU的特殊处理

5.2μCLINUX进程管理

5.2.1标准Linux系统的进程、线程

5.2.2μClinux的多进程处理

5.3μCLINUX文件系统

5.3.1 ROMFS文件系统

5.4μCLINUX的代码分析

5.4.1内核启动地址的确定

5.4.2head-armv.S分析

5.4.3 start_kernel()函数分析

5.5μCLINUX的移植步骤

5.5.1 加入对S3C44B0X的支持

5.5.2压缩内核代码起始地址修改

5.5.3定位ROM文件系统

5.5.4修改存储空间配置

5.5.5定义CPU体系结构和交叉编译器

5.6μCLINUX内核裁减和编译

5.6.1μClinux内核的配置

5.6.2编译μClinux内核

5.7μCLINUX驱动程序开发

5.8串口驱动设计

5.9网卡驱动设计

5.9.1初始化(initialize)

5.9.2打开(open)

5.9.3 关闭(stop)

5.9.4发送(hard_start_xmit)

5.9.5接收(reception)

5.9.6硬件帧头(hard_header)

5.9.7地址解析(carp)

5.9.8 CS8900驱动实现

第六章系统应用开发

6.1 MICROWINDOWS移植

6.1.1 Microwindows概述

6.1.2 MicroWindows的体系结构

6.1.3Microwindows移植

6.2应用程序的开发

6.2.1μClinux程序开发

5.2.2添加应用程序到μClinux

第七章总结和展望

致谢

参考文献

附录