嵌入式系统软件开发环境的建立

第２３卷第６期　２０１０年１１月　机电产品开发与　崭　Ｄｅｖｅｌｌｏｐｍｅｎｔ＆Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｖｏ１．２３，ＮＯ．６　ＮＯＶ．，２０１　０　文章编号：１００２—６６７３（２０１０）０６一－０９１—０３　嵌入式系统软件开发环境的建立　于剑锋　（东莞职业技术学院机电工程系，广东东莞５２３８０８）　摘要：介绍了嵌入式Ｌｉｎｕｘ移植的方法和过程，给出了嵌入式开发环境下基于硬件平台ＡＲＭ９的ｂｏｏｔｌｏａｄ—　ｅｒ、Ｌｉｎｕｘ内核移植的实现方案，该方案可为嵌入式系统的应用研究提供操作系统层面的支持。　关键词：嵌入式；ＡＲＭ９；Ｌｉｎｕｘ　中图分类号：ＴＰ２７３　文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．．１００２—６６７３．２０１０．０６．０３５　０引言　对于嵌入式系统的开发，由于没有足够的资源在本　机（即目标系统）运行开发工具和调试工具，所以嵌入　１．１交叉编译环境建立　首先在宿主机上建　立交叉编译调试的开发环　境．下载交叉编译工具，　并解压在用户主目录下：　＃ｔａｒ　ｉｘｖｆ　ａｒｍ－ｌｉｎｕｘ－　ｇｃｃ一－３．４．１．Ａａｒ．ｂｚ２　式系统的软件开发采用一种交叉编译调试的方式，即宿　主机一目标机模式。　开发时使用宿主机上的交叉编译、汇编及连接工具　形成可执行的二进制代码（这种可执行代码并不能在宿　图１宿主机一目标机模式　导出／ｕｓｒ／ｌｏ．，ｅａｌ／ａｒｍ／３．４．１，ｂｉｎ到环境变量　ｖｉ／ｅｔｅ／ｐ：，ｒｏｆｉｌｅ　主机上执行，而只能在目标板上执行），然后把可执行　文件下载到目标机上运行。　嵌入式开发过程中另一个重要的步骤是调试目标机　在出现ｐａｔｈｍｕｎｇｅ的语句段后添加ｐａｔｈｍｕｎｇｅ／ｕｓｒ／　ｌｏｃａｌ／ａ］ｒｍ／３．４．１／ｂｉ“　＃Ｐａｔｈ　ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ　上的应用程序。调试时的方法很多，可以使用串口，以　太网口等，宿主机和目标板的处理器一般都不相同，对　于本系统来说，宿主机为ＡＭＤ处理器，而目标板为　ＳＡＭＳＵＮＧ￥３Ｃ２４１０。进行嵌人式开发前第一步的工作　ｉｆ『，ＳＥＵＩＤ　＝，０１：ｔｈｅｎ　ｐａｔｈｍｕｎｇｅ／ｓｂｉｎ　ｐａｔｈｍｕｎｇｅ／ｕｓｒ／ｓｂｉｎ　ｐａｔｈｍｕｎｇｅ／ｕｓｒ／ｌｏｃａ１／ｓｂｉｎ　ｐａｔｈｍｕｎｇｅ／ｕｓｒ／ｌｏｅａ１／ａｒｍ／３．４．１／ｂｉｎ　就是要在ＰＣ机安装Ｌｉｎｕｘ操作系统作宿主机，操作系　统选用了虚拟机Ｖｍｗａｒｅ　Ｆｅｄｅｒａ　８。　１嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统移植　本系统硬件平台采用广州友善之臂计算机科技有限　公司设计生产ＳＢＣ２４１０　Ｖ６开发板，它基于三星公司　ＡＲＭ９处理器￥３Ｃ２４１０Ｘ，具有高性能、低功耗、接口　保存对ｐｒｏｆｉｌｅ的修改后，执行ｓｏｕｒｃｅ／ｅｔｃ／ｐｒｏｆｉｌｅ就　０Ｋ了　可以运行ａＩＴＵ一－ｌｉｎｕ．一ｇｃｃ—ｖ则有如下显示：　［ｅ￣ｔｔｌｉｉ，　ｖｉ　ｈｔｃ／ｐｔｍｌｅ　ｆ　ｒ口。‘．１“，　ｕｒ｜－４￣＇Ｉｃｃ・ｖ　Ｒｅａｄｉｎｇ　ｓｐｅｃｓ　Ｉ　ｒｏｎ＾ｓｒ／１　ＩＩ／ｌｒｌ／３．４．１／ｌｉｉ￣ｂ／Ｉｃ６ｒｍ－ｌｉｎｕｘ／３．４．１／ｓ￣ｃｓ　Ｃ０ｔｆｉｔｕｒｅｄ￣ｉｔｈ：／ｌｏｒｋ／ｃｒｏ３ｓｔｏｏＩ．ｏ．ｚ；／ｂ，ｉｌａ／ａｒ，－“ｎｕｘ／ｌｃｃ－３．４．１ｌｌｉｘｌ－２．３．２／ｔｃｃ・　３．４．１／ｃｏｎｆｉｐｔｅ－－ｔｎｒｐｔ￣ｒｒｌ｜ｎｕｘ　ｏｓｔ：ｉ６８６　ｓｔＪｃ－ｌｉｎ　ｘ１ｎｕ￣ｒｅｔｉｘ＝／ｕｓｒ１］　丰富和体积小等优良特性。主机ＰＣ的开发环境为：　ＶＭｗａｒｅ６．０＋Ｆｅｄｏｒａ　Ｌｉｎｕｘ８　Ｋｅｒｎｅｌ　ｖｅｒｓｉｏｎ　２．６．２３：ｇｃｃ编　ｏｃ＾Ｉ／ｌｒＩ，３．４．１－－ｗｉｔｈ－ｈｅａｄｅｒｓ：，ｕ￥ｒ／１０ｃＩＩ，｜ｒｌ，３．４．Ｉ／ａｒｒ＇ｌｌｎｎｘ／ｉ￣ｃｌｕｔｌｎ・１ＩＩｈ・ｌｏｃａ　Ｉ’ｒｅｆＩｘ：，ｕｓｒ／Ｉ。ｃＩｌ，．ｒ＿／３．４．ｔ／ｎｒ，－Ｉｌｎｕｘ－－ｄｌ，ｂ｜￣＂．ｈｉｓ—ｅｎＩｂＩｅ－．ｔｈｒｅａｄｓ－＇ｐｏｓｌｘ—’　ｎ曩ｂｌｏ－ｓ　¨ｅｒｓ：￡　￣．－ｅｎａｂｌｅ＊ｅｘｎ．ｎｔｅｘｔｔ＂－ｅｎａｂｌｅ－ｌｎｑｕａ｜ｎｓ＝ｃ．ｃ¨＂－ｅ．ｂｌｏ－ｓｈａｒｅｄ　－－ｅｎａｂｌｒ＇￣９９－－．ａｂｌｅ－ｑｏｑ－＂ｌｏｑ　译器为ｇｅｅ４．１．１：交叉编译器为ａｒｍ—ｌｉｎｕｘ—ｇｅｅ３．４．１。宿　主机～目标机模式如图１所示。　Ｔｈｒｅａｄ●　ｌｅｌ：Ｄｏ５ｉｘ　｜ｅｃ　ｖｅｒｓｉｏｎ　３．４．１　收稿日期：２０１０—０９—２７　１．２　Ｖ＿Ｖｉ的移植　本系统采用的Ｂｏｏｔｌｏａｄｅｒ是韩国ＭＩＺＩ公司为其　ＡＲＭ９系列产品研发的ｖｉｖｉ。在Ｌｉｎｕｘ下采用ｉｌｆａｓｈ２４１０　作者简介：于剑锋（１９７９一），男，工学硕士，助教。研究　方向：数控与制造技术。已发表论文四篇。　９１　・制造业信息化・　工具，将ｖｉｖｉ写进Ｆｌａｓｈ，之后再对其进行分区和配置．　且必须与内核的分区设置相对应，否则出错。　ｉｌｆａｓｈ２４１０是Ｌｉｎｕｘ下通过ＪＴＡＧ接口烧写到ＢＩＯＳ　到Ｎａｎｄ　Ｆｌａｓｈ的工具。使用ＪＴＡＧ接口下载程序，通过　一条ＪＴＡＧ电缆线连接ＡＲＭ板和主机的并口，然后打　开扳子的电源开关。　＃ｃｄ／ｕｓｒ／ｙｕ／Ｊｆｌａｓｈ　注：该目录下包含了Ｊｌｆａｓｈ的源代码，运行“ｍａｋｅ　ｃｌｅａｎ”删除已经编译好的程序．运行“ｍａｋｅ”重新编译．　接着执行以下命令烧写ＶｉＶｉ，＃ＪＪｌｆａｓｈ—ｓ３ｅ２４１０　ＶｉＶｉ／ｔ－５。　注：Ｊｆｌａｓｈ针对于不同的Ｆｌａｓｈ有不同的参数．本　系统采用６４Ｍ的Ｆｌａｓｈ，所以选择ｔ＝５。打开超级终端，　对ｖｉｖｉ进行分区，并做相关配置。分区信息见表１。　分区配置完成之后，取下ＪＴＡＧ烧写板，插上ＵＳＢ　９２　（２）修改配置内核，主要需要修改３个文件：①在　ａｒｃｈ／ａｒｍ／ｏｒａｃｈ—ｓ３ｃ２４１０／ｄｅｖｓ．ｃ文件中，指明分区信息以　及Ｎａｎｄ　Ｆｌａｓｈ芯片支持：②在ａｒｃｈ／ａｒｍ／ｍａｃｈ—ｓ３ｃ２４１０／　ｍａｃｈ—ｓｍｄｋ２４１０．Ｃ文件中进行修改，ｋｅｒｎｅｌ启动时依据　对分区的设置进行初始配置；③在ｄｒｉｖｅｒｓ／ｍｔｄ／ｎａｎｄ／　ｓ３ｃ２４１０．ｃ文件中，在这里选择禁止内核ＥＣＣ校验。具　体过程，这里不再赘述。之后对内核进行配置，如修改　￣／Ｋｅｏｎｆｉｇ，以支持启动时挂载ｄｅｖｆｓ文件系统，配置内　核产生文件．ｃｏｎｆｉｇ等。　在ｌｉｎｕｘ２．６．１４中没有提供ｓ３ｃ２４１０的驱动．在ｌｉｎ．　ｕｘ２．６．１４／ｄｒｉｖｅｒｓ／ｉｎｐｕｔ／ｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ目录下新建ｓ３ｃ２４１０＿ｔｓ．　Ｃ驱动文件。　需要修改ｌｉｎｕｘ２．６．１４／ｄｒｉｖｅｒｓ／ｉｎｐｕｔ／ｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ目录下　的ｍａｋｅｆｉｌｅ文件．在文件的最后添加：　ｏｂｊ一￥（ＣＯＮＦＩＧ＿ＴＯＵＣＨＳＣＲＥＥＮ一￥３Ｃ２４１０）　＋＝　ｓ３ｃ２４１Ｏｔｓ．０　＿还需修改ｌｉｎｕｘ２．６．１４／ｄｒｉｖｅｒｓ／ｉｎｐｕｔ／ｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎ／Ｋｃｏｎ．　ｉｆｇ、ｍａｃｈ—ｓｍｄｋ２４１０．Ｃ、ｄｅｖｓ．ｈ，ｄｅｖｓ．ｃ等文件，经过这些　修改，触摸屏驱动就已经完成。另外可以根据不同的需　求配置界面。进行有针对性的定制。　（３）编译内核，配置完成之后，编译生成。　１．４文件系统　ＹＡＦＦＳ是一种１３志型系统，在设计时充分考虑了　ＮＡＮＤ闪存特点，提供了一种专门、高速的文件系统，　且能支持多种操作系统，是很好的选择。　通常／ｌｉｂ目录下的内容是系统启动需要的连接文件，　库中的文件和编译Ｂｕｓｙｂｏｘ的编译器用到的库文件的版　本应该一致．否则编译出的程序不能运行。把Ｂｕｓｙｂｏｘ　编译生成的程序的库文件复制ｇｇ／ｌｉｂ目录下，在／ｅｔｃ／ｐｒｏ　ｉｆｌｅ中指定库文件的路径，这样Ｌｉｎｕｘ根文件系统具备　了基本功能，把ｍｙ＿ｒｏｏｔｆｓ目录下根文件系统制作一个　映像文件下载到ＡＲＭ板上，进入ｍｙ＿ｒｏｏｆｆｓ目录层，使　用以下命令。　＃ｍｋｙａｆｆｓｉｎｇ　ｍｙ＿ｒｏｏｔｆｓ　ｍｙ　ｒｏｏｆｆｓ．ｉｍｇ就生成了ｙａｆｆｓ映　像文件，使用ＵＳＢ下载到板子上，这样嵌入式Ｌｉｎｕｘ操　作系统建立起来了。　２结束语　文中阐述了在基于ＡＲＭ９２０Ｔ核的Ｓ３Ｃ２４ｌ０处理器　为核心的ＡＲＭ９平台上移植Ｌｉｎｕｘ操作系统的环境和过　程，对移植的难点进行了重点分析，这对ＡＲＭ９平台　上的嵌入式Ｌｉｎｕｘ移植具有较好的实用价值和参考价　值，同时对于其它平台上的嵌入式Ｌｉｎｕｘ移植的方法也　具有一定的借鉴意义。　（下转第９５页）　・制造业信息化・　工具，例如Ｏｒａｃｌｅ　ＳＱＬＬｏａｄｅｒ和ＤＢ２的ａｕｔｏｌｏａｄｅｒ等，　ｌ　统是不太可能的。数据源系统在交付后，会不时的增删　这样可以保证较高的装载效率。　ｆ　和修改，而这会导致数据源的定义发生变化。往往要花　Ｉ　大量的时间去寻找原因。　ｒ　２数据质量控制　ＥＴＬ过程要有处理这些质量有问题数据的保证。首　　先一定要正面这些脏数据，是丢弃还是处理，无法逃　质量问题原因：“不要绝对的数据准确．但要知道为　Ｉ　避。如果没有质量保证，那么在这个过程中，错误会逐　什么不准确。”这是在构建数据仓库过程中对数据准确性　Ｊ　渐放大，最后导致数据质量失控。其次必须有一个对质　的要求。确实，对绝对的数据准确谁也没有绝对的把握。　０首先在数据源那里。已经很难保证数据质量了，这一点　是事实。导致数据质量问题的原因可以分为下面几类：　量的度量方法，高质还是低质，不能靠感官感觉。理论　　上要求输入输出的指标应该完全一致，但是对于有误差　ｌ　的数据，必须找到原因。具体建议为：ｌ　　，２．１数据格式错误　例如缺失数据、数据值超出范围或是数据格式非法　（１）提供框架：在质量度量方法的前提下，可以建　　立一个数据验证框架提供框架。数据验证不是一次性工　等。要知道对于同样处理大数据量的数据源系统，他们　｛　作，而是每次ＥＴＬ过程中都必须做的。因此必须有一个　通常会舍弃一些数据库自身的检查机制。例如字段约束　ｌ等。他们尽可能将数据检查在入库前保证，但是这一点　ｌ框架，自动化验证过程，并提供扩展手段，让实施人员　　能够增加验证范围。　是很难确保的。这类情况诸如身份证号码、手机号、非　：日期类型的日期字段等。　　｝（２）规范流程：有一种ＥＴＬ数据质量问题是由于人　２．２数据一致性　　工处理导致的，其中最主要原因是流程不规范。规范流　ｌ　程是提高实施效率的关键工作。　同样，数据源系统为了性能的考虑，会在一定程度　０（３）加强稽核：数据质量的控制，最后的手段还是　上舍弃外键约束，这通常会导致数据不一致。例如在每　　须靠稽核。只有经过稽核和业务的验证，才能说数据质　月的帐务表中会出现一个用户表中没有的ＳＥＲＶＩＣＥ—ＩＤ，　ｌ有些代码在代码表中找不到等。　ｆ量是得到保证和控制的。所以开发人员必须要有一定的　：数据敏感性，要知道什么样的数据才是在合理范围之　２．３业务逻辑的合理性　　内，要在前端业务人员发现不合理之前找到原因，把数　由于各种原因，数据源会存在违反业务逻辑的数　ｆ　据质量可能引起的问题降至最低。　据，例如用户开户日期晚于用户销户日期，停机用户仍　｝｛Ｉ　然产生话费等。　：３结束语　ｌ　２．４规则错误　一　方面设计人员对数据源系统理解的不充分，导致　Ｊ数据仓库系统已经成为企业保证持续发展的有效手　　段，数据仓库的建立和实施是一件复杂的系统工程。本　规则理解错误。另一方面是规则的描述，规则是依附于　｝文讨论了建立数据仓库过程中的重要环节－－ＥＴＬ模块设　目标字段的，但是规则不能总是用文字描述，必须有严　格的数学表达方式。　　计原理和方法，以及发生数据质量的原因及控制方法。：　　ＥＴＬ工具在不断发展，业界成熟的ＥＴＬ商用工具，如　ｌ　ｄａＩｔａｓｔａｇｅ和ｐｏｗｅｒｍａｒｔ，总体呈现出通用化、高效化、智　　＋２．５　ＥＴＬ开发错误　即时规则很明确，ＥＴＬ开发的过程中也会发生一些　错误。例如对于一个分段值，开区间闭区间是需要指定　能化三大发展趋势。ＥＴＬ过程是企业数据集成的必然而　Ｉ又艰苦的历程，也是揭示数据潜在价值的唯一途径。　的，但是常常开发人员没注意，一个大于等于号写成大　　　参考文献：ｌ　于号就导致数据错误。在整体ＥＴＬ流程没有完成之前。　　【Ｉ１】Ｗ．Ｈ．Ｉｎｍｏｎ．数据仓库管理［Ｍ］．电子工业出版社，２０００，５．　通常会手工运行ＥＴＬ过程．发生的错误可能是误删了数　据、重复装载数据等。　　ｌ　１　［：２］程跟上．基于公共仓库模型的ＥＴＬ系统的研究和应用［Ｄ］．南京：南　京航空航天大学，２００５．　２．６数据质量控制　构建一个数据仓库系统，要做到完全理解数据源系　　［ｌ３］Ｚｈａｎｇ　Ｘ　Ｆ，Ｓｕｎ　Ｗ　Ｗ，Ｗａｎｇ　Ｗ，ｅｔ　ａ１．Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ　ＥＴＬ　ｐｒｏ—　　ｃｌｅｓｓｅｓ　ａｕｔ。ｍａｔｉｃａｌｌｙ【Ｊ］．ｃ。ｍｐｕｔｅｒ　ａｎｄ　ｃ。ｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００６．　［２］苗忠良．Ｑｔｏｐｉａ编程之道．博客ｈｔｔｐ：／／ｍｉａｏｚ１．ｓｐａｃｅｓ．１ｉｖｅ．ＣＯｉ￣ｌ　［３】韦东山．嵌入式Ｌｉｎｕｘ应用开发完全手册［Ｍ］．北京：人民邮电出版　社．２００８．　（上接第９２页）　参考文献：　…１于明，范书瑞，曾祥烨．ＡＲＭ９嵌入式系统设计与开发教程［Ｍ】．北　京：电子工业出版社．２００６．４　［４］赖于树．ＡＲＭ微处理器与应用开发［Ｍ１．北京：电子工业出版社，２００７．　９５