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基于微处理器S3C2410的Linux系统构建
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2017-10-18
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目前，在嵌入式系统中基于ARM微核的嵌入式处理器已经成为市场主流。随着ARM技术的广泛应用，建立面向ARM构架的嵌入式操作系统成为当前研究的热点问题。
已经涌现出许多嵌入式操作系统，如VxWork，windows-CE，PalmOS，Linux等。在众多的嵌入式操作系统中，Linux以其开源代 码及免费使用倍受开发人员的喜爱。本文选用的微处理器S3C2410是基于32位ARM920T内核的微处理器，基于此处理器构造一Linux嵌入式操作 系统，将其移植到基于32位的ARM920T内核的系统中，在此基础上进行应用程序开发。
l、开发环境介绍
1.1、基于S3C2410ARM920T的硬件平台
该系统的硬件平台为深圳旋极公司提供，硬件的核心部件为三星$3C2410ARM920T芯片，外围还包括：64MNANDFLASH和RAM外围存储 芯片；串口、网口和USB外围接口；CSTNLCD和触摸屏外围显示设备；UDAl34lTS的外围音频设备。S3C2410处理器和外围设备共同构成了 基于ARM920T的开发板。
1.2、嵌入式Linux软件系统
该嵌入式Linux的软件系统包括以下4个部分：引导加载程序vivi；Linux2．6．14内核；YAFFS2文件系统以及用户程序。他们的可执行映像依次存放在系统存储设备上．
与通常的嵌入式系统布局有所不同，本系统在引导加载程序和内核映像之间还增加了一个启动参数区，在这个区里存放着系统启动参数。引导加载程序通过调用这 些参数来决定启动模式、启动等待时间等，这些启动参数的增加加强了系统的灵活性。本系统采用64MNANDFLASH的存储设备。
2、嵌入式Linux系统设计与实现
2.1、引导加载程序vivi
2.1.1、vivi的基本功能
该系统使用的：Bootloader是vivi，vivi是韩国MIZIResearch公司为其开发的SMDK2410开发板编写的一款引导程序。 vivi是CPU加电后运行的第一段程序，其基本功能是初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而为调用嵌入式Linux内核做好准备。
vivi由2部分组成：一部分是依赖于CPU体系结构的代码，用汇编语言实现对硬件环境的初始化，并为第二部分代码的执行做好准备；另部分是用C语言实 现内存空间的映射，并将Linux内存映像和根文件系统映像从FLASH上读到RAM空间中，设置好启动参数，最后调用内核。
2.1.2、Bootloadcrvivi移植
从网站www．mizi．com下载vivi源码并解压，按以下步骤进行移植，该系统使用ARM-GCC一2．95．2对vivi进行编译。
（1）、指定／vivi／Makefile文件中的CROSS-COM-PILE，Linux-INCLUDE-DIR，ARM-GCC-LIBS，如下面的参考路径：
Linux_INCLUDE_DIR=／opt／host／armv41／include／；
CROSS_COMPILE=／opt／host／armv41／bin／armv41-unknown-Linux-：
ARM-GCC-LIBS=／opt／host／armv41／lib／gcc-lib／armv41一unknown-Linux／2．95．2：
（2）、修改／vivi／arch／s3c2410／smdk．C文件里的mtd-par-tition-tdefault-mtd-partitions［］分区内容如表1所示；
（3）、增加／vivi／lib／loadyaffs．C文件，实现烧写yaffs2
映像文件；修改／vivi／lib／Config_cmd．in，增加如下一行：bool‘loadyaffstOflashcommand’CONFIG-LOAD-YAFFS，使得loadyaffs命令可作为可选项；
（4）、执行make distclean：清理vivi编译环境；执行make menu config进行对vivi裁剪，根据实际情况进行选择，注意要选上“［*］load yaffs t0 flash command”因为这里用的是YAFFS2文件系统，需要vivi支持YAFFS2映像下载；执行make生成所需要的文件vivi；
（5）、采用JTAG烧写映像到目标板NAND FLASH的零地址处，实现引导程序的装载。
2.2、Linux2．6．14内核的移植
2.2.1、内核的选择
Linux内核版本的更新速度非常快，但Linux的内核版本发行同Linux对嵌入式处理器支持程度的发展是不同步的，因此，需要对特定的处理器体系 结构选择合适的内核，并且根据其硬件功能部件加上相应的补丁。根据S3C2410的体系结构以及外围硬件特性，该系统采用Linux2．6．14内核，所 用的编译器为ARM-Linux-GCC一3．4．1版本；由于该系统采用的是YAFFS2文件系统，因此需要从网上下载yaffs2．tar．gz文 件，解压并执行“．／patch．ker．sh／I．inux2．6．14”命令，对I．inux内核打补丁使其支持YAFFS2文件系统。
已经涌现出许多嵌入式操作系统，如VxWork，windows-CE，PalmOS，Linux等。在众多的嵌入式操作系统中，Linux以其开源代 码及免费使用倍受开发人员的喜爱。本文选用的微处理器S3C2410是基于32位ARM920T内核的微处理器，基于此处理器构造一Linux嵌入式操作 系统，将其移植到基于32位的ARM920T内核的系统中，在此基础上进行应用程序开发。
l、开发环境介绍
1.1、基于S3C2410ARM920T的硬件平台
该系统的硬件平台为深圳旋极公司提供，硬件的核心部件为三星$3C2410ARM920T芯片，外围还包括：64MNANDFLASH和RAM外围存储 芯片；串口、网口和USB外围接口；CSTNLCD和触摸屏外围显示设备；UDAl34lTS的外围音频设备。S3C2410处理器和外围设备共同构成了 基于ARM920T的开发板。
1.2、嵌入式Linux软件系统
该嵌入式Linux的软件系统包括以下4个部分：引导加载程序vivi；Linux2．6．14内核；YAFFS2文件系统以及用户程序。他们的可执行映像依次存放在系统存储设备上．
与通常的嵌入式系统布局有所不同，本系统在引导加载程序和内核映像之间还增加了一个启动参数区，在这个区里存放着系统启动参数。引导加载程序通过调用这 些参数来决定启动模式、启动等待时间等，这些启动参数的增加加强了系统的灵活性。本系统采用64MNANDFLASH的存储设备。
2、嵌入式Linux系统设计与实现
2.1、引导加载程序vivi
2.1.1、vivi的基本功能
该系统使用的：Bootloader是vivi，vivi是韩国MIZIResearch公司为其开发的SMDK2410开发板编写的一款引导程序。 vivi是CPU加电后运行的第一段程序，其基本功能是初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而为调用嵌入式Linux内核做好准备。
vivi由2部分组成：一部分是依赖于CPU体系结构的代码，用汇编语言实现对硬件环境的初始化，并为第二部分代码的执行做好准备；另部分是用C语言实 现内存空间的映射，并将Linux内存映像和根文件系统映像从FLASH上读到RAM空间中，设置好启动参数，最后调用内核。
2.1.2、Bootloadcrvivi移植
从网站www．mizi．com下载vivi源码并解压，按以下步骤进行移植，该系统使用ARM-GCC一2．95．2对vivi进行编译。
（1）、指定／vivi／Makefile文件中的CROSS-COM-PILE，Linux-INCLUDE-DIR，ARM-GCC-LIBS，如下面的参考路径：
Linux_INCLUDE_DIR=／opt／host／armv41／include／；
CROSS_COMPILE=／opt／host／armv41／bin／armv41-unknown-Linux-：
ARM-GCC-LIBS=／opt／host／armv41／lib／gcc-lib／armv41一unknown-Linux／2．95．2：
（2）、修改／vivi／arch／s3c2410／smdk．C文件里的mtd-par-tition-tdefault-mtd-partitions［］分区内容如表1所示；
（3）、增加／vivi／lib／loadyaffs．C文件，实现烧写yaffs2
映像文件；修改／vivi／lib／Config_cmd．in，增加如下一行：bool‘loadyaffstOflashcommand’CONFIG-LOAD-YAFFS，使得loadyaffs命令可作为可选项；
（4）、执行make distclean：清理vivi编译环境；执行make menu config进行对vivi裁剪，根据实际情况进行选择，注意要选上“［*］load yaffs t0 flash command”因为这里用的是YAFFS2文件系统，需要vivi支持YAFFS2映像下载；执行make生成所需要的文件vivi；
（5）、采用JTAG烧写映像到目标板NAND FLASH的零地址处，实现引导程序的装载。
2.2、Linux2．6．14内核的移植
2.2.1、内核的选择
Linux内核版本的更新速度非常快，但Linux的内核版本发行同Linux对嵌入式处理器支持程度的发展是不同步的，因此，需要对特定的处理器体系 结构选择合适的内核，并且根据其硬件功能部件加上相应的补丁。根据S3C2410的体系结构以及外围硬件特性，该系统采用Linux2．6．14内核，所 用的编译器为ARM-Linux-GCC一3．4．1版本；由于该系统采用的是YAFFS2文件系统，因此需要从网上下载yaffs2．tar．gz文 件，解压并执行“．／patch．ker．sh／I．inux2．6．14”命令，对I．inux内核打补丁使其支持YAFFS2文件系统。
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