《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于ARM和Linux交叉開發(fā)環(huán)境的搭建
摘要: 本文在分析了GEC2410開發(fā)板和Linux的特點的基礎(chǔ)上,介紹了嵌入式Linux開發(fā)平臺的搭建過程,,并詳細介紹了配置NFS服務(wù)和制作交叉調(diào)試器的方法和步驟,。這樣就可以在此基礎(chǔ)上進行各種驅(qū)動程序和應(yīng)用程序的開發(fā)。
Abstract:
Key words :

摘要:交叉開發(fā)環(huán)境是嵌入式Linux開發(fā)的基礎(chǔ).后續(xù)的開發(fā)過程幾乎都是基于此環(huán)境的,。而ARM作為一種高性能,、低成本的嵌入式RISC微處理器。已成為應(yīng)用最廣泛的嵌入式處理器,。本文內(nèi)容包括基于32位ARM920T核“GEC2410”開發(fā)板的硬件結(jié)構(gòu)和嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境的概念和配置.開發(fā)工具的使用以及交叉調(diào)試器制作的方法,。利用虛擬機在Windows操作系統(tǒng)下,為“GEC2410”開發(fā)板搭建了一個嵌入式Linux的運行平臺,。

關(guān)鍵詞:交叉開發(fā)環(huán)境,;ARM;Linux

0 引言

目前,隨著ARM技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用,,基于ARM核的微處理器已經(jīng)成為嵌入式市場的主流,。而建立面向ARM構(gòu)架的嵌入式操作系統(tǒng)也就成為當前研究的熱點問題.在眾多的嵌入式操作系統(tǒng)中,許多開發(fā)人員都選擇Hnux,,主要是因為它是源碼公開而且是免費的,,可以讓任何人將其修改移植到自己的目標平臺系統(tǒng)里使用。系統(tǒng)可以通過配置內(nèi)核,,動態(tài)地加載和卸載內(nèi)核模塊機制,,可以方便地在內(nèi)核中添加新的組件或卸載不再需要的內(nèi)核組件。

本文介紹了如何在Windows操作系統(tǒng)下利用Linux虛擬機,、針對32位ARM920T內(nèi)核的$3C2410微處理器實現(xiàn)嵌入式LintLx應(yīng)用軟件的交叉開發(fā)環(huán)境,,提出了一個比較完整的解決方案,并成功地為GEC2410開發(fā)板搭建了一個嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境,。

1 GECMlO開發(fā)板硬件構(gòu)成

ARM處理器是一種支持16/32位雙指令集的高性能,、低成本、低功耗的R ISC微處理器,,目前已經(jīng)占領(lǐng)了75%以I:的32位RISC嵌入式產(chǎn)品f仃場,。本文所選用的ARM920T微處理器屬于中端產(chǎn)品,應(yīng)用也十分廣泛,。$3C2410是32位低功耗RISC宏單元,,其工作頻率為203 MHz,同時支持Thumbl6位精,。簡指令集,,從而能以較小的存儲空間需求,獲得32位的系統(tǒng)性能,。64M字節(jié)的SDRAM,,由兩片K4S561632組成,工作在32位模式下,;64M字節(jié)NAND Flash,,采用的是K9F1208,可以兼容16M,,32M或128M字節(jié),;10M以太網(wǎng)接口,采用的是CS8900Q3,,帶傳輸和連接指示燈,;2路UART串行口,波特率可高達115200bps,,并具有RS232電乎轉(zhuǎn)換電路Embedded·ICE(20腳標準JTAG)接口和并口式j(luò)TAG接口,支持ADS,SDT軟件的卜.載和調(diào)試以及FLASH的燒寫,。

2 嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境的搭建及開發(fā)工具的使用

2.1宿主機——目標機模式

進行項目開發(fā)前,,先要做的是搭建一套基于Linux操作系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境,一般由目標板(GEC2410開發(fā)板)和宿主機(LiUUX虛擬機)所構(gòu)成,。如圖1所示,。嵌入式系統(tǒng)通常是一個資源受限的系統(tǒng),因此直接在嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺上編寫軟件比較困難,,有時候甚拿是不可能的.目前一般采用的解決辦法是首先在通用計算機上編寫程序,,然后通過交叉編譯生成目標平臺七可以運行的二進制代碼格式,最后再下載到目標平臺上的特定位置.卜運行.用來編譯這種程序的編譯器就叫交叉編譯器,。為了不跟本地編譯器混淆,,交叉編澤器的名字一般都有前綴。例如:arm.1inux—gcc,。交叉開發(fā)環(huán)境是指編譯,、鏈接和調(diào)試嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境,它與運行嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境有所不同,,通常采用宿主機/目標機模式,。

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2.2 Linux服務(wù)器交叉編譯環(huán)境的建立

Linux服務(wù)器是嵌入式Linux內(nèi)核編譯、應(yīng)用程序開發(fā),、編譯等的公共平臺,,在一個嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中,有許多工作需要通過它來完成,。交叉編譯工具用于編譯在目標系統(tǒng)上運行的嵌入式Linux內(nèi)核及應(yīng)用程序,,包括編譯器、連接器,、調(diào)試器以及代碼轉(zhuǎn)換J二具等實用程序,,一般以瓜縮軟件包的方式提供給我們,稱為開發(fā)工具鏈(Toolchain).目前基于ARM架構(gòu)的交叉編澤工具鏈為:allll-liuux.gcc-2.95.3,。

1)GNU交叉工具鏈的下載

從ARM官方網(wǎng)站F載刪.a(chǎn)rm.tinux.org.a(chǎn)k,,可以從該站點下載2.95.3工具鏈:

ftp://tip.a(chǎn)rm.Iinux.org.uk/pub/armlinux/toolehain/cross-2.95.3.tar.bz2

2)cross-2.95.3.tar.bz2包的安裝步驟

a.#mkdir/mr/local/arm;

b.#cp CROSS一2.95.3.tar.bz2/usr/local/ann,;

C.#tar jxvf crog$一2.95.3.tar.bz2,;

d.添加環(huán)境變量:在文{牛/ete/bashrc文件最后添加:

export PATH=/usr/local/arm/2.95.3/bin:$PATH:

e.工具鏈安裝完成。

2.3配置NFS服務(wù)的步驟

NFS服務(wù)就是將宿主機的一個目錄通過網(wǎng)絡(luò)可以被掛載到其他計算機上,。并且作為其他計算機的一個目錄,,其目的就是讓不同的機器、不同的操作系統(tǒng)之間可以彼此共享文件,。

NFS的使用分服務(wù)器端和客戶端,,其中服務(wù)器端提供要共享的文件,,客戶端通過掛載“mount”這一動作實現(xiàn)對共享文件的訪問操作。下面主要介紹GEC24 10開發(fā)板的Linux系統(tǒng)與虛擬機的LintLx通過NFS實現(xiàn)文件共享的方法與步驟:

1)在虛擬機linux配置nfs服務(wù),,編輯nfs配置文件/etdexports,,設(shè)置共享目錄如:vi/etc/exports,添加:/root/nfs—share·(rw,,sync,,no—root—squash)。rW表示允許下位機讀寫該目錄,,no_root_squash允許下位機以主機root用戶身份掛載根文件系統(tǒng),。

2)在虛擬機linux啟動NFS服務(wù):(修改配置文件后就需要蕈新啟動施服務(wù))#/etc/init.d/nfs reSTart或者用命令:#service nfs restarto.

3)防火墻的關(guān)閉。選擇系統(tǒng)設(shè)置一>安全級別,,將安全級別改為“無防火墻”,。

4)用交叉網(wǎng)線連接PC機(虛擬機)與開發(fā)板,目的讓兩個linux處在同一個網(wǎng)絡(luò)內(nèi),。

開發(fā)板的ip地址是:192.168.2.223,,因此配置虛擬機ip為192.168.2開頭的ip地址,如可用下列命令配置:#ifcONfigethO 192.168.2.23,。

5)在開發(fā)板linux系統(tǒng)中掛載虛擬機linux的NFS共享目錄,,執(zhí)行下列命令:#mkdir/tmp/nfs#mount—t nfs一0 nolock192.168.2.23:/root/nfs—share/trap/nfs。

2.4交叉調(diào)試器的制作

2.4.1交叉調(diào)試器的結(jié)構(gòu)

程序的調(diào)試足檢杏程序正確性,、可靠性,、穩(wěn)定性的重要手段,也是應(yīng)用程序開發(fā)必不可少的組成部分,。嵌入式軟件開發(fā)過程中的交叉調(diào)試與本地軟件開發(fā)過程中的調(diào)試方式有所差別,。本地軟件開發(fā)調(diào)試器與被調(diào)試的程序往往運行在同一臺計算機}:。而嵌入式軟件開發(fā)過程中,,調(diào)試時采用的是在宿主機和目標機之間進行的交叉調(diào)試,。調(diào)試器運行在宿主機,但被調(diào)試的進程卻是運行在目標板,。調(diào)試器和被調(diào)試進程通過串口或者網(wǎng)絡(luò)進行通信,,調(diào)試器可以控制、訪問被調(diào)試進程,,讀取被調(diào)試進程的當前狀態(tài),,并能夠改變被調(diào)試進程的運行狀態(tài)。

2.4.2制作交叉調(diào)試器的方法

1)解壓源碼包:tar zxf gdb一6.0.tar.gz

2)配置:cd gdb一6.0

mkdir build..a(chǎn)rm..1inux

cd build..a(chǎn)rm..1inux

../configure--target=arm·linux一一prefix=/usr/local/arm/2.95.3/

3)編譯:make

4)安裝:make install

在/usr/locaL/arm/2.95.3/bin/目錄下生成alTfl-linuxgdb工具

5)編譯生成針對f1.Eln處理器的gdbserver

a.進入sdb源代碼包中的gdb$erver目錄

cd sdb-6.0

cd gdb/gdbserver

b.配置生成gdbserver

chmod U+X configure

CC=arnl—linux—gcc./configure一一host=arm-linux

c.Make,,生成gdbserver,、gdbreplay

6)通過凼,將gdbserver/gdbreplay到目標板中

7)啟動目標板上的gdbserversabserver 192.168.1.88:2345 cross-teat其中192.168.1.88是目標板的IP地址,。2345是任意指定的端口,,也可以是其他端口,。

8)啟動宿主機端arm.1inux-gdb調(diào)試器在宿主機的工作目錄中有對應(yīng)的程序和源文件

#arm·hnux-柚CI'OS8一teat

(gdb)target remote 192.168.1.88:2345

連接遠程gdbserver

(sab)b main

設(shè)置斷點

(Sdb)C運行

3 結(jié)束語

本文在分析了GEC2410開發(fā)板和Linux的特點的基礎(chǔ)上,介紹了嵌入式Linux開發(fā)平臺的搭建過程,,并詳細介紹了配置NFS服務(wù)和制作交叉調(diào)試器的方法和步驟,。這樣就可以在此基礎(chǔ)上進行各種驅(qū)動程序和應(yīng)用程序的開發(fā),。

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