ARM嵌入式Linux系统设计与开发

章节摘录

插图：2.硬件设计开发步骤与注意点（1）开发步骤  硬件设计的开发步骤包括需求分析、系统的软硬件设计以及最后的相关测试和部署工作，具体如下：1）需求分析：首先分析系统工作原理，然后选择合适的参考硬件平台和软件系统。·了解系统工作原理：分析系统的运作流程和功能模块，了解系统需要使用哪些组件，并完成哪些职能。·选择参考硬件平台：选择合适的硬件平台，考虑大小、价格、功耗等各种因素，系统的大部分模块在硬件平台上可以直接测试。根据项目的需求，也可以对硬件配置以及软件支持的程度进行适当的调整。综合上述考虑因素，本书以基于ARM系列处理器的开发板作为相应的平台。·选择操作系统和软件：嵌入式操作系统种类繁多且各有特点，其中最为主流的是Win-dows CE和Linux操作系统。Linux具有自己的优势，不仅操作系统和应用软件都开源，而且可以裁剪。2）系统设计：对于嵌入式系统设计来说，需要进行硬件设计和软件开发两个方面的工作。硬件设计即对应于开发产品的相应功能，决定选择哪些硬件模块，裁剪哪些硬件模块。然后，需要对开发板提供的各种应用接口进行二次开发，完成嵌入式系统设计的基板。而软件开发是一个反复修改和编译的过程，其软件移植包括Linux系统的三个组成部分：引导系统的移植、内核移植以及应用程序的移植。其中引导系统和内核移植将在第3章详细描述，而应用程序的功能一般包含图形用户接口和系统数据功能的实现，这部分将在第4章至第7章进行详细的描述。3）系统集成与部署：硬件设计和软件开发都完成之后，就可以对样机进行测试了。测试可以先使用NFS方式，即所有的程序都在宿主机上，并且远程连接开发平台，使得这些程序能够在开发平台上实现。NFS方式之后即可以部署到开发平台上测试。反复执行测试过程，直到测试阶段完成。系统集成与部署流程如图1-1所示。当系统测试完成之后，产品就可以正常工作了。但是考虑到产品成本控制、升级和维护，真正产品化还需要大量的工作。（2）硬件设计中应注意的一些问题1）IC元件的选择：在选择IC元件的时候，要注意对于无铅及有铅元件的选择。全球都已经开始提倡电子产品的无铅化，而我国也正处于有铅工艺向无铅工艺转换的过渡时期。因此，大部分元器件厂商提供的元器件也就有无铅与有铅两种规格，有的厂商甚至已经停止有铅元件的生产。所以当一个产品设计完成后，设计人员需要确认选择的元器件是采用无铅工艺还是有铅工艺。如果在整个电路板上同时使用有铅元件与无铅元件，则不仅会给SMT生产工艺带来一定的困难，还可能带来整板一致性的缺陷。无铅元件的回流焊峰值温度在255℃左右，而有铅元件的回流焊峰值温度最高不超过235℃，而且两种工艺的温区数量也可能不同。

前言

嵌入式Linux由于具有开源、网络功能强大、内核稳定高效等特性，在产品开发周期、产品的功能可扩充性、开发时的人力投入等方面都具有显著的优势，因此广泛应用于中低端智能电子设备中。而它与ARM的结合，更是一种主流的解决方案，嵌入式Linux+ARM已经广泛应用于机顶盒、掌上电脑、消费电子、MPC、网络设备、工业控制等领域，并且具有良好的市场前景。 本书全面介绍以ARM-Linux为操作系统的嵌入式系统设计与开发技术，秉承理论与实践相结合的指导思路，帮助读者快速跨入嵌入式系统开发的门槛。本书内容丰富、概念清楚、层次分明、通俗易懂，可以作为各类高等院校计算机、电子、通信、软件工程等专业高年级学生嵌入式Linux程序设计或嵌入式系统程序设计等课程的教材，也可作为相关工程技术人员和计算机爱好者学习嵌入式程序设计的参考书。 本书的编写目的与特色 本书在总结作者多年的教学经验的同时，为嵌入式Linux系统等相关课程提供配套的教材，通过实例，使读者能够较容易地掌握相关的嵌入式Linux程序设计方面的基本概念和技能；通过综合实例的学习和模拟，达到训练实际开发能力的目的。 “实践”和“创新”是嵌入式系统课程的两个主要特点。实践是整个嵌入式系统课程体系中重要的环节，而创新的思想贯穿整个嵌入式教学的始终，最后要通过案例的实现来对所学的嵌入式知识进行检验。 本书的主要内容与结构安排 本书共11章，分为三篇。第一篇（第1～3章）为“ARM嵌入式Linux系统的基础与平台构建”，主要介绍嵌入式硬件平台和软件系统的基础知识，以期帮助读者达到构建嵌入式系统开发平台的目的。 第二篇（第4~7章）为“ARM嵌入式Linux系统的驱动开发与软件应用”，主要介绍基于ARM-Linux系统的驱动开发、软件移植、图形用户接口以及通信应用等内容。这些内容构成了嵌入式软件系统相关实验的基础，涵盖了嵌入式Linux系统的几乎所有要点。在完成该篇内容的学习之后，即可进入ARM-Linux的实际应用部分。 第三篇（第8~11章）为“ARM嵌入式Linux系统的解决方案与应用场合”，主要介绍一些基于ARM-Linux的实际应用方案和案例。本篇包含OMAP5910的相关应用、实时Mobile Linux系统、嵌入式Linux系统的设计与优化以及一个嵌入式Linux综合实例——数字油田生产监控系统。学生在了解该篇内容后，会对嵌入式系统目前的应用场合和解决方案有较深入的了解。 阅读本书时的注意事项 理论与实践相结合是本书的一大特色。若读者有相应的实验开发环境，建议动手验证书中安排的每一个环节，会取得良好的效果。具体实验可以参考《嵌入式Linux程序设计案例与实验教程》1 该书已由机械工业出版社出版，书号为：978-7-111-26327-2——编辑注。读者需要特别注意：1）某些代码需考虑平台的差异性，部分硬件相关代码需要修改；2）相关软件的版本与依赖关系，同一软件（包括交叉编译器）的不同版本在编译环境、使用方式、编程要求上存在一些差异，具体要求与区别均需参考相关文档。

书籍目录

前言教学建议    第一篇  ARM嵌入式Linux系统的基础与平台构建第1章  嵌入式系统基础  1.1  嵌入式系统的概念与特点  　1.1.1  嵌入式系统的概念  　1.1.2  嵌入式系统的特点  　1.1.3  嵌入式系统的软硬件可裁剪  　1.1.4  嵌入式系统与单片机、传统PC的区别  1.2  嵌入式系统开发基础  　1.2.1  嵌入式系统的硬件基础  　1.2.2  嵌入式系统的软件基础  1.3  嵌入式系统开发流程与方法  　1.3.1  嵌入式系统的抽象体系结构  　1.3.2  实时软件分析设计方法DARTS  　1.3.3  嵌入式系统的开发流程  　1.3.4  嵌入式Linux系统的程序部署  习题第2章  ARM与Linux基础第3章  嵌入式Linux内核、文件系统与存储    第二篇  ARM嵌入式Linux系统的驱动开发与软件应用第4章  嵌入式Linux接口设计与驱动程序第5章  嵌入式Linux开源软件移植与应用第6章  嵌入式Linux图形用户接口第7章  嵌入式Linux下的通信应用    第三篇  ARM嵌入式Linux系统的解决方案与应用场合第8章  OMAP5910与Linux Gateway第9章  实时MobileLinux系统第10章  嵌入式Linux系统的设计桖与优化第11章  嵌入式Linux综合实例———数字油田生产监控系统的设计与实现参考文献

编辑推荐

《ARM嵌入式Linux系统设计与开发》基于作者多年对课程教学的思考和实践编写而成，充分体现了理论与实践相结合的特色。采取理论与实践相结合的指导思路，介绍以ARM-Linux为操作系统的嵌入式系统设计与开发技术。内容丰富，涵盖进行嵌入式Linux系统开发所需掌握的相关知识。嵌入式Linux具有开源、网络功能强大、内核稳定高效等特性，广泛应用于中低端智能电子设备中。而它与ARM的结合，更是一种主流的解决方案，嵌入式Linux+ARM已经广泛应用于机顶盒、掌上电脑、消费电子、MPC、网络设备、工业控制等领域。

作者简介

《ARM嵌入式Linux系统设计与开发》全面介绍以ARM-Linux为操作系统的嵌入式系统设计与开发技术，秉承理论与实践相结合的指导思路，帮助读者快速跨入嵌入式系统开发的门槛。《ARM嵌入式Linux系统设计与开发》共11章，分三篇，其中，第一篇（第1～3章）主要介绍嵌入式硬件平台和软件系统的基础知识，第二篇（第4～7章）主要介绍基于ARM-Linux系统的驱动开发、软件移植、图形用户接口以及通信应用等内容，第三篇（第8～11章）主要介绍一些基于ARM-Linux的实际应用方案和案例。

《ARM嵌入式Linux系统设计与开发》内容丰富、概念清楚，适合作为高等院校计算机、电子、通信、软件工程等专业嵌入式课程的教材，也可供广大工程技术人员参考。

图书封面

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