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作者: 发布时间:2016-12-23 来源: 繁体版
Linux 是一种适合于嵌入式系统的开源操作系统,可以高效地处理各种复杂的任务。从基于TI DM320的PMP 解决方案入手,以TI DM320 平台为例,提出一种在PMP 系统上应用嵌入式Linux 的方法,探讨了Bootloader 启动程序和嵌入

Linux 是一种适合于嵌入式系统的开源操作系统,可以高效地处理各种复杂的任务。从基于TI DM320的PMP 解决方案入手,以TI DM320 平台为例,提出一种在PMP 系统上应用嵌入式Linux 的方法,探讨了Bootloader 启动程序和嵌入式Linux 内核的移植过程。CNK自动化在线网

1 引言CNK自动化在线网

PMP (Portable Multimedia Player,便携式多媒体播放器),也就是通常人们所说的MP4,现在是消费类电子产品的一个新热点[1].而TI 的解决方案是基于该公司的DM320 DSP,其处理器为DSP+ARM 双核处理器架构,利用DSP 进行音视频编解码和图像编解码等多媒体处理,ARM 处理器负责系统管理及提供外围设备接口。该方案在多媒体性能与综合成本方面极具竞争力。但是软件编程相对复杂以及产品开发周期较长。CNK自动化在线网

2 PMP软件体系框架CNK自动化在线网

PMP 软件最底层是操作系统层,该层主要包括Bootloader 引导程序和嵌入式Linux 操作系统。CNK自动化在线网

Bootloader 主要完成系统从Flash 的启动、硬件各部分的初始化、LOGO 的显示以及OS 的引导;嵌入式Linux 主要包括经过定制的适合在DM320 上运行的Linux 操作系统。CNK自动化在线网

3 Bootloader引导程序的定制CNK自动化在线网

3.1 DM320 下的Bootloader 的启动过程CNK自动化在线网

Bootloader是指系统启动后,在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。不同的Bootloader 的安装介质Flash,系统的启动过程是不一样的。CNK自动化在线网

1) 当安装介质为NOR Flash 时,Bootloader 就可以直接在 Flash 闪存内运行,不必把代码拷贝到系统RAM 中。启动方式设置成外部Memory,这样ARM的开始地址就从0xFFFF:0000 开始。然后在Bootloader 的程序中, 把入口地址设置成0xFFFF:0000 即可。CNK自动化在线网

2) 当安装介质为NAND Flash 时,系统上电以后,运行ROM 里面的启动代码,选择启动方式为:CNK自动化在线网

AIM(Arm Internal Memory)ROM,ARM 的开始地址为0x0000:0000.然后ROM 里的程序会拷贝NANDFlash 里的User Bootloader 到处理器内部的RAM.CNK自动化在线网

再次,执行User Bootloader 程序,完成初始化SDRAM 和驱动NAND Flash 的读能力等少量工作。CNK自动化在线网

最后初始化系统,将NAND Flash 中的主Bootloader拷贝到SDRAM 中执行,拷贝完成后,要把存放主Bootloader 的内存地址, 赋值给pc(ProgramCounter)指针。CNK自动化在线网

3.2 DM320 下Bootloader 启动程序的定制CNK自动化在线网

本PMP 使用的Bootloader 为U-Boot.从Internet 上得到开源的U-Boot 程序,然后对DM320特有硬件环境进行初始化工作。CNK自动化在线网

1) 修改Makefile 和Kconfig,目的是生成适合DM320 平台的配置选项以及目标文件。在。/Makefile(当前目录均为U-Boot 源码树根目录)下加入如下语句:CNK自动化在线网

dm320_config : unconfigCNK自动化在线网

@./mkconfig $(@:_config=) arm arm926ejsdm320CNK自动化在线网

其中mkconfig 为一个脚本文件, 参数为(Target,Architecture,CPU ,Board)分别对应上面的四个参数($(@:_config=) arm arm926ejsdm320)。CNK自动化在线网

2) 在U-Boot 源码树下创建文件夹。/board/dm320.存放与DM320 平台有关的文件。CNK自动化在线网

3) 在。/board/dm320/platform.S 中加入对DM320 寄存器初始化赋值语句, 在。/cpu/arm926ejs 中对cpu.c 和start.S 修改,前者提供有关cpu操作的函数,后者为cpu 执行时的初始化代码。CNK自动化在线网

4) ./lib_arm/board.c 是完成初始化操作的主要文件。在文件中定义了一个初始化序列:CNK自动化在线网

init_fnc_t *init_sequence[] = {CNK自动化在线网

cpu_init, /* basic cpu dependent setup */CNK自动化在线网

board_init, /* basic board dependent setup */CNK自动化在线网

interrupt_init, /* set up exceptions */CNK自动化在线网

env_init, /* initialize environment */CNK自动化在线网

init_baudrate, /* initialize baudrate settings */CNK自动化在线网

serial_init,/* serial communications setup */CNK自动化在线网

console_init_f, /*init console */CNK自动化在线网

display_banner, /* say that we are here */CNK自动化在线网

dram_init,/*configure available RAM banks */CNK自动化在线网

display_dram_config,CNK自动化在线网

#if defined(CONFIG_VCMA9)CNK自动化在线网

checkboard,CNK自动化在线网

#endifCNK自动化在线网

NULL,CNK自动化在线网

};CNK自动化在线网

上述数组中函数序列依次执行。在完成初始化序列后,将是一些特定的操作。CNK自动化在线网

4 Linux内核的定制CNK自动化在线网

本系统中采用的Linux 内核版本号为2.6.5.要定制Linux 内核,不仅要修改内核源码树,而且要编写相关外围设备的驱动程序, 使之成为一个适合DM320 运行的OS 环境。CNK自动化在线网

4.1 Kconfig 文件的修改CNK自动化在线网

Kconfig 文件是用来对所要加载内核内容进行配置的文件,其脚本语言描述参考。/Documentation/kbuild.CNK自动化在线网

首先,在内核目录下。/arch/arm/Kconfig 中加入DM320 的配置选项,将DM320 框架加入内核,这样才能在执行make menuconfig 配置内核时看到DM320 框架。修改内容如下:CNK自动化在线网

choiceCNK自动化在线网

prompt “ARM system type”CNK自动化在线网

default ARCH_DM320_20CNK自动化在线网

表示:在配置ARM 架构的系统时:默认的就是DM320 框架。CNK自动化在线网

source“arch/arm/mach-dm320-20/Kconfig”CNK自动化在线网

表示:把DM320 框架下的配置选项也引入,同时把其他CPU 框架去掉,这样方便选择。比如:CNK自动化在线网

#source “arch/arm/mach-clps711x/Kconfig”CNK自动化在线网

#source“arch/arm/mach-integrator/Kconfig”(“#”表示注释掉相关的内容)CNK自动化在线网

最后把内核配置选项中对DM320 开发有用的选进来。比如:CNK自动化在线网

source “drivers/char/Kconfig”CNK自动化在线网

if (!ARCH_DM320_20)CNK自动化在线网

source “sound/Kconfig”CNK自动化在线网

endifCNK自动化在线网

表示:需要开发字符设备的驱动,而不需要声音的支持。CNK自动化在线网

因为要把CODEC 编入内核,所以还要加入对CODEC 支持的配置选向。CNK自动化在线网

source “codecs/modules/Kconfig”CNK自动化在线网

如果要加入一个新的外围设备,也需要在Kconfig文件中加入相应的内容。比如说要加入一个三星的4寸TFT-LCD 的驱动,就需要修改。/drivers/char/Kconfig 文件,并加入以下内容:CNK自动化在线网

config DM320_SAMSUNG_4_LCDCNK自动化在线网

tristate “DM320 SAMSUNG 4.0 inch 16:9TFT LCD”

CNK自动化在线网

depends on ARCH_DM320_20 &&BOARD_400HCNK自动化在线网

default yCNK自动化在线网

helpCNK自动化在线网

This driver provides support for SAMSUNG4.0‘ 16:9 TFT-LCDCNK自动化在线网

for DM320 Platform.CNK自动化在线网

config DM320_SAMSUNG_4_LCD:表示增加CNK自动化在线网

新的配置入口。一旦这个配置选项被选中就会在。/include/linux/autoconf.h 中有: #defineCONFIG_DM320_SAMSUNG_4_LCD 1CNK自动化在线网

这样整个内核源码中都可以使用CONFIG_DM320_SAMSUNG_4_LCD 进行特定选择。CNK自动化在线网

tristate “DM320 SAMSUNG 4.0 inch 16:9TFT-LCD”:在引号里的内容是在配置选项中的提示文字。tristate 表示除了可以选择[*],[ ]外,还可以选择[M],表示把当前内容当成模块编译。CNK自动化在线网

depends on ARCH_DM320_20 && BOARD_400H: 如果配置平台框架时选择了ARCH_DM320_20,在选择型号时选择BOARD_400H,就能看到三星4 寸TFT-LCD 配置选项。CNK自动化在线网

default y:表示默认把此驱动编入内核。CNK自动化在线网

help:help 的内容为对内核进行配置时,选中帮助选项所看到的内容。CNK自动化在线网

4.2 Makefile 文件的修改CNK自动化在线网

Makefile 根据配置文件。config 形成编译源文件列表,GNU 编译工具对源文件进行编译,把目标代码链接在一起,形成Linux 内核二进制文件。Makefile分布在各源代码目录中。CNK自动化在线网

在作者所进行的PMP 设备开发中,首先是对主Makefile 的修改,比如:CNK自动化在线网

ARCH:= armCNK自动化在线网

CROSS_COMPILE:=arm-linux-(对编译器的选项修改为ARM 平台)CNK自动化在线网

EXTRAVERSION = -our0CNK自动化在线网

EXTRAVERSION 变量值被附加在内核版本编号之后,成为内核建立后的最终版本。项目中使用的内核版本号为2.6.5,加上EXTRAVERSION 变量后,最终的版本就是2.6.5-our0,表示开发过程中零号内核版本。CNK自动化在线网

对其他子目录的Makefile 文件的修改则相对容易。以加入三星4 寸TFT-LCD 驱动为例说明,当需要把此驱动模块加入相应的内核源码树时, 要在。/drivers/char/Makefile 文件中加入如下内容:CNK自动化在线网

obj-$(CONFIG_DM320_SAMSUNG_4_LCD) +=dm320_lcd_samsung4.oCNK自动化在线网

5 总结CNK自动化在线网

本文探讨了嵌入式Linux在PMP消费类电子产品上的应用,并实现了启动程序Bootloader 和Linux内核的移植和定制。目前一些项目产品已经过严格测试,成功推向市场。CNK自动化在线网


嵌入式Linux操作系统在定制PMP DM320如何应用?
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