嵌入式系統的定義

IEEE的定義：嵌入式系統是“用於控制、監視或者輔助操作機器和裝置的裝置”

一般定義：以應用為中心，以計算機技術為基礎，其軟硬體可配置，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格約束的

一種專用系統，所用的計算機稱為嵌入式計算機。

嵌入式系統與PC相比具有的特點：

嵌入式系統的開發模式

嵌入式系統的軟體使用交叉開發平臺進行開發。

-系統軟體和應用軟體在主機開發平臺上開發

-系統軟體和應用軟體在嵌入式硬體平臺上執行。

宿主機（Host）是用來開發嵌入式軟體的系統。

目標機（Target）是被開發的目的嵌入式系統。

交叉編譯器（Cross-compiler）是進行交叉平臺開發的主要軟體工具。它是執行在一種處理器體系結構上，但是可以生成在另一種不同的處理器體系結構上執行的目的碼的編譯器。

嵌入式系統開發用到的幾種通訊方式

windows和linux：通過安裝虛擬機器工具vmwaretools設定共享

NFS服務：NFS可以將遠端檔案系統載入在本地檔案系統下。遠端的硬碟、目錄和光碟機都可以變成本地主機目錄樹中的一個子目錄。載入後與處理自己的檔案系統一樣使用即可。不只方便，也節省了重複儲存檔案的空間、傳輸檔案的時間及網路頻寬。

NFS中掛載共享目錄：mount  -t nfs 主機ip:共享目錄  掛載點

配置IP：ifconfig etho0 192.168.0.10

啟動服務：service nfs restart
Samba服務：同樣可以實現Windows和Linux不同系統間交換檔案共享。

交叉編譯環境

交叉編譯器：arm-linux-gcc-3.4.1 編譯後的目的碼要放在arm裝置上執行。

GCC的處理過程：

1.預處理：對標頭檔案（include）、預編譯語句（如define等）進行分析[前處理器cpp]   -E

2.編譯： 將預處理後的檔案轉換成組合語言,生成檔案.s[編譯器ccl]    -S

3.彙編：由彙編變為目的碼(機器程式碼)，生成.o的檔案[彙編器as]    -c

4.連線：連線目的碼,生成可執行程式[連結器ld]

Make工具及Makefile檔案

Make工具可以自動完成編譯工作，並且可以只對上次編譯後修改過的部分進行編譯，因此利用Make工具可以提高開

發效率。

Makefile的編寫：

一般的格式為：

目標：依賴關係

<Tab鍵> 命令

定義變數： CC=gcc  定義了一個變數CC，其值為gcc。如果要使用變數，將變數用()包含，並且在前面寫上$即可。

例如：$(CC)

Makefile檔案的三個內部變數：

[email protected]：擴充套件成當前規則的目標檔名；

$<：擴充套件成依賴列表中的第一個依賴檔案

$^：擴充套件成整個依賴的列表

註釋：以#開始的都是註釋行。

clean: rm: *.o hello clean通常放在檔案尾部，用於清除編譯生成的檔案，它沒有需要依賴的檔案。

通過命令 #make clean 就可以刪除生成的中間檔案和可執行檔案。

Make工具的使用：

#make all ：自動查詢當前目錄下的Makefile或makefile檔案，如果存在就處理，否則報錯。all 是需要處理的物件。

如果make命令後不使用任何引數，預設情況下處理的是Makefile中的第一個目標（即第一個用“：”標誌的物件）。

#make -f maketest ：通過-f 引數指定描述檔案，例如這裡的Makefile檔名為maketest。

引導載入程式 BootLoader：

在嵌入式系統中，主要使用flash作為系統的儲存煤介，很少用磁碟，因此整個系統的載入啟動任務就完全由載入程式

（也稱為Bootloader）來完成。

BootLoader的燒寫方式：

1.通過JTAG口

2.通過乙太網口

3.通過串列埠

BootLoader的兩種操作模式：

1.啟動載入模式：BootLoader將作業系統從儲存裝置上載入到記憶體中執行。無需使用者干預。

2.下載模式：這種模式下，目標機上的BootLoader將通過串列埠連線或網路連線等其他各種通訊手段從主機下載檔案。

BootLoader的結構框架分文兩部分：

stage1：用匯編語言來實現；

stage2：用C語言實現；

幾種流行的Linux BootLoader：

1.U-Boot 2.BLOB  3. RedBoot  4.VIVI

核心的裁剪

Linux核心的編譯選項：

make config： 進入命令列，可以一行一行的配置

make menuconfig：進入開發人員比較熟悉的menuconfig配置選單 （最常用的）

make xconfig：在2.4X及以前版本中的xconfig圖形配置選單

選單選項的幾種選擇(3種)：(用空格切換)

1. M：M表示以模組方式編譯進核心，核心啟動後，需要手工執行insmod命令才能使用該選項

2. *： *表示直接編譯進核心

3. 空表示不編譯進核心。

核心的編譯：

1.在核心的當前目錄下，輸入make  clean命令，刪除已生成的模組和目標檔案，即在編譯進新核心之前將環境清除幹

淨。

2.輸入make zImage命令，生成經壓縮以後的核心映像檔案zImage。存放在./arch/arm/boot/目錄下。

根系統檔案

有了Linux核心，還要構建跟檔案系統，這樣才能使用核心、存取檔案等。

BusyBox工具：

利用cramfs工具建立根檔案系統映像檔案：

在/home目錄下，執行如下命令： #mkcramfs rootfs root.cramfs 生成root.cramfs映像檔案，可以將其下載到開發板

上執行。

驅動與QT

驅動程式：應用程式與硬體之間的一箇中間軟體層；

驅動程式應該為應用程式展現硬體的所有功能，不應該強加其他的約束，對於硬體使用的許可權和限制應該由應用程式

層控制。

驅動程式有時會被多個程序同時使用，這時我們要考慮如何處理併發的問題，就需要呼叫一些核心的函式使用互斥量

和鎖等機制。

裝置驅動程式的分類：3種

1.字元裝置：所有能夠像位元組流一樣訪問的裝置   eg：串列埠、並口、觸控式螢幕、虛擬控制檯、AD

2.塊裝置：指可以容納檔案系統的儲存裝置   eg：磁碟、記憶體、Flash

3.網路介面裝置：網路介面裝置比較複雜，通常它們指的是硬體裝置，但有時也可是一個軟體裝置（如迴環介面

loopback）  eg：eth0

linux驅動編譯和載入方式：

一種是直接編譯進核心，當核心啟動後，新的驅動程式隨之執行。

二是編譯為模組，動態載入執行。

對模組的操作：

insmod：將編譯的模組直接插入核心

rmmod：從核心中解除安裝模組

lsmod：顯式已安裝的模組

linux核心模組的基本框架：

#include <linux/module.h>  //所有模組都需要的標頭檔案

#include <linux/init.h>   //init和exit相關巨集

printk()  //列印函式  相當於pringf()

驅動程式與應用程式的區別：

1.應用程式一般有一個main 函式，從頭到尾執行一個任務；

   驅動程式卻不同，它沒有main 函式，通過使用巨集module_init(初始化函式名)，將初始化函式加入核心全域性初始化函

數列表中。通過巨集module_exit(退出處理函式名)註冊退出處理函式。

2.應用程式可以和GLIBC 庫連線，因此可以包含標準的標頭檔案，比如<stdio.h>、<stdlib.h>等,；

   在驅動程式中是不能使用標準C 庫的，因此不能呼叫所有的C 庫函式， 只能呼叫核心的函式，