AT91RM9200嵌入式Linux系统开发(3)

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无所不包。在丰富的软件支持下，基于Palm OS的掌上电脑功能不断扩展。

Palm OS是一套专门为掌上电脑开发的OS。在编写程序时，Palm OS充分考虑了掌上电脑内存相对较小的情况，因此它占有非常小的内存。由于基于Palm OS编写应用程序占用的空间也非常小，基于Palm OS的掌上电脑可以运行多种应用程序。

2）Windows CE

Windows CE时微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上电脑类的电子设备操作。它是精简的Windows 95。Windows CE的图像用户界面相当出色。与Windows 95/98、Windows NT不同的是，Windows CE是所有源代码全部是微软自行开发的嵌入式新型操作系统，其操作界面来源于Windows 95/98，但是Windows CE是基于Win32 API重新开发的、新型的信息设备平台。Windows CE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口以及与处理器无关等特点。Windows CE不仅继承了传统的Windows 图像界面，更有利的是可以使用类似于Visual Basic、Visual C++的集成开发工具（Embedded Visual Basic和 Embedded Visual C++）在Windows平台上方便快捷的开发运行于Windows CE平台上的应用程序，使用同样的函数、使用同样的界面网络，使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。

3）VxWorks

VxWorks操作系统使美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种实时操作系统。VxWorks拥有良好的继续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在实时操作系统领域占据一席之地。它以良好的可靠性和卓越的实时性能被广泛的应用到通信、军事、航天等高精尖技术及实时性要求较高的领域种。在美国的F－16、FA－18战斗机、B－2隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至1997年火星表面登陆的火星探测器上也使用了VxWorks。它是目前嵌入式系统领域中使用最广泛、市场占有率最高的系统。VxWorks支持多种处理器，如ARM、x86、MIPS、PowerPC、StrongARM等等。大多数的VxWorks的API是专用的。

VxWorks具有一个高性能实时微内核，其任务切换时间短、中断延迟小、网络流量大的特点使得VxWorks的性能得到很大的提高。VxWorks与POSIX兼容，用户在其他符合POSIX标准的系统如Linux上运行的软件，基本上只要重新编译一下就可以移植到VxWorks上运行。VxWorks提供了良好的可配置能力，可配置的组建超过80个，用户可以根据自己系统的功能需求进行合理的配置。而且，VxWorks提供了一个强大的开发

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调试环境Tornado，以方便广大嵌入式系统开发人员的开发使用。

4）Linux

Linux是一个类似Unix的操作系统。它起源于芬兰一个名为Linus Torvalds的业余爱好，但是现在已经是最为流行的一款开放源代码的操作系统。Linux从1991年问世到现在，短短十几年的时间已经发展成为一个功能强大、设计完善的操作系统，伴随网络技术进步而发展起来的Linux已经成为微软公司Windows的强劲对手。Linux系统不仅能够运行于PC平台，还在嵌入式系统方面大放光芒，在各种嵌入式linux迅速发展的情况下，linux逐渐形成了可与Windows CE等嵌入式操作系统进行抗衡的局面。目前正在开发的嵌入式系统中，49％的项目选择Linux作为嵌入式操作系统。Linux现已成为嵌入式操作的理想选择[20][22][23]。

嵌入式linux操作系统的有点在于：

? Linux是源码开放的，不存在黑箱技术，遍布全球的众多linux爱好者都是

linux开发者的强大技术支持者。

? Linux的源代码随处可得，注释丰富，文档齐全，易于解决各种问题。 ? Linux的内核小，效率高。

? Linux是开放源代码的操作系统，在价格上极具竞争力，适合中国国情 ? Linux不仅支持x86芯片，还是一个跨平台的系统，到目前为止，它可以支持

30～40种CPU，很多CPU厂商开始作Linux的平台移植工作，而且移植的速度远远超过Java的开发环境。如果今天采用Linux环境开发产品，那么将来更换CPU时就不会遇到更换平台的困扰。

? Linux内核的结构在网络方面时非常完整的，它提供了对于包括10兆位百兆位

及千兆位的以太网络，还有无线网络、Token ring和光纤甚至卫星的支持。 ? Linux在内核结构的设计中，考虑适应系统的可裁减性的要求。

作为嵌入式系统核心的嵌入式操作系统时开发嵌入式应用的关键一环，在这个领域内，没有通常操作系统环境下的Windows系统那样一支独秀的商品。因此，目前国内外相继推出了很多商业化嵌入式操作系统，都在努力为自己争取着嵌入式市场的份额。而Linux凭借其价格免费、源码公开的特点在嵌入式应用中占有一席之地，由于Linux自身的诸多优势，吸引了许多开发上的目光，已经渐渐成为了嵌入式操作系统领域的新宠。本论文将介绍在基于AT91RM9200微处理器的开发平台上，进行嵌入式Linux的移植。

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1．6 研究目标

本课题来源于北京理工大学同北京康拓工业电脑公司的合作项目“基于ARM平台的嵌入式控制系统开发”。本文主要研究ARM920T核CPU的应用与嵌入式Linux操作系统的移植和底层驱动的开发，底层硬件采用康拓电脑公司自主开发的ARM人机界面卡。开发主机采用Redhat9.0操作系统，开发平台使用GNU交叉开发环境。最终目标是实现人机界面板卡的各种功能，完成在μC/OS-II下的各种驱动的调用，为用户提供一个完整的应用平台。

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2 ARM920T硬件平台设计

2.1 ARM体系结构

ARM公司把ARM作为知识产权IP推向嵌入式处理器市场，目前已经占有80％左右的市场。市场上出现的ARM体系结构有多种形式，既有处理器内核（如ARM9TDMI）形式，也有处理器核如（ARM9T）形式。半导体厂商或片上系统SOC设计应用厂商采用ARM体系结构，生产相应的MCU/MPU（如ATMEL公司的AT91系列）或SOC芯片。

ARM即Advanced RISC Machines的缩写。ARM公司是知识产权（IP）供应商，本身不生产芯片，靠转让设计许可，由合作伙伴公司来生产各具特色的芯片。作为32位嵌入式RISC微处理器业界的领先供应商，ARM公司商业模式的强大之处在于它在世界范围内有超过100个合作伙伴――包括半导体工业的著名公司，从而保证了大量的开发工具和丰富的第三方资源，它们共同保证了基于ARM的处理器核的设计可以很快的投入市场[1][2][3]。

ARM嵌入式处理器作为一种高端嵌入式处理器，以其高性能、低功耗的特性，广泛地应用于PDA、机顶盒、网络通信、无线产品等领域。

ARM体系结构的主要特点包括： 1）RISC型处理器结构

为减少复杂功能的指令，减少指令条件，选用使用频率最高的指令，简化处理器的结构，减少处理器的集成度，并使每一条指令都在一个机器周期内完成，以提高处理器的速度。ARM采用RISC结构，并使的一个机器周期可执行一条指令。

2）Thumb指令集

由于RISC型处理器的指令功能相对比较弱，ARM为了弥补此不足，在新型的ARM体系结构中定义了16位的Thumb指令集。Thumb指令集比通常的8位和16位CISC/RISC处理器具有更好的代码密度，而芯片的面积增加了6％，可以使得程序存储器更小。

3）多处理器状态模式

ARM可以支持用户、快中断、中断、中止、系统和为定义等7种处理器模式，除了用户模式外，其余的均为特权模式。这也是ARM的特色之一，可以大大提高ARM处理器的效率。

4）嵌入式在线仿真调试

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