《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Linux操作系統(tǒng)在定制PMPDM320的應(yīng)用
摘要: Linux是一種適合于嵌入式系統(tǒng)的開源操作系統(tǒng),,可以高效地處理各種復(fù)雜的任務(wù),。從基于TIDM320的PMP解決方案入手,,以TIDM320平臺(tái)為例,提出一種在PMP系統(tǒng)上應(yīng)用嵌入式Linux的方法,,探討了BootlOAder啟動(dòng)程序和嵌入式Linux內(nèi)核的移植過程。
關(guān)鍵詞: 嵌入式操作系統(tǒng) PMP Linux
Abstract:
Key words :

1 引言

PMP (Portable Multimedia Player,便攜式多媒體播放器),,也就是通常人們所說的MP4,現(xiàn)在是消費(fèi)類電子產(chǎn)品的一個(gè)新熱點(diǎn)[1].而TI 的解決方案是基于該公司的DM320 DSP,其處理器為DSP+ARM 雙核處理器架構(gòu),,利用DSP 進(jìn)行音視頻編解碼和圖像編解碼等多媒體處理,ARM 處理器負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理及提供外圍設(shè)備接口,。該方案在多媒體性能與綜合成本方面極具競(jìng)爭(zhēng)力,。但是軟件編程相對(duì)復(fù)雜以及產(chǎn)品開發(fā)周期較長(zhǎng)。

2 PMP軟件體系框架

PMP 軟件最底層是操作系統(tǒng)層,,該層主要包括Bootloader 引導(dǎo)程序和嵌入式Linux 操作系統(tǒng),。

Bootloader 主要完成系統(tǒng)從Flash 的啟動(dòng)、硬件各部分的初始化,、LOGO 的顯示以及OS 的引導(dǎo),;嵌入式Linux 主要包括經(jīng)過定制的適合在DM320 上運(yùn)行的Linux 操作系統(tǒng)。

3 Bootloader引導(dǎo)程序的定制

3.1 DM320 下的Bootloader 的啟動(dòng)過程

Bootloader是指系統(tǒng)啟動(dòng)后,,在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段小程序,。不同的Bootloader 的安裝介質(zhì)Flash,系統(tǒng)的啟動(dòng)過程是不一樣的。

1) 當(dāng)安裝介質(zhì)為NOR Flash 時(shí),,Bootloader 就可以直接在 Flash 閃存內(nèi)運(yùn)行,,不必把代碼拷貝到系統(tǒng)RAM 中,。啟動(dòng)方式設(shè)置成外部Memory,這樣ARM的開始地址就從0xFFFF:0000 開始。然后在Bootloader 的程序中,, 把入口地址設(shè)置成0xFFFF:0000 即可,。

2) 當(dāng)安裝介質(zhì)為NAND Flash 時(shí),系統(tǒng)上電以后,,運(yùn)行ROM 里面的啟動(dòng)代碼,,選擇啟動(dòng)方式為:

AIM(Arm Internal Memory)ROM,ARM 的開始地址為0x0000:0000.然后ROM 里的程序會(huì)拷貝NANDFlash 里的User Bootloader 到處理器內(nèi)部的RAM.

再次,執(zhí)行User Bootloader 程序,,完成初始化SDRAM 和驅(qū)動(dòng)NAND Flash 的讀能力等少量工作,。

最后初始化系統(tǒng),將NAND Flash 中的主Bootloader拷貝到SDRAM 中執(zhí)行,,拷貝完成后,,要把存放主Bootloader 的內(nèi)存地址, 賦值給pc(ProgramCounter)指針,。

3.2 DM320 下Bootloader 啟動(dòng)程序的定制

本PMP 使用的Bootloader 為U-Boot.從Internet 上得到開源的U-Boot 程序,,然后對(duì)DM320特有硬件環(huán)境進(jìn)行初始化工作。

1) 修改Makefile 和Kconfig,目的是生成適合DM320 平臺(tái)的配置選項(xiàng)以及目標(biāo)文件,。在,。/Makefile(當(dāng)前目錄均為U-Boot 源碼樹根目錄)下加入如下語(yǔ)句:

dm320_config : unconfig

@./mkconfig $(@:_config=) arm arm926ejsdm320

其中mkconfig 為一個(gè)腳本文件, 參數(shù)為(Target,Architecture,CPU ,Board)分別對(duì)應(yīng)上面的四個(gè)參數(shù)($(@:_config=) arm arm926ejsdm320),。

2) 在U-Boot 源碼樹下創(chuàng)建文件夾,。/board/dm320.存放與DM320 平臺(tái)有關(guān)的文件。

3) 在,。/board/dm320/platform.S 中加入對(duì)DM320 寄存器初始化賦值語(yǔ)句,, 在。/cpu/arm926ejs 中對(duì)cpu.c 和start.S 修改,,前者提供有關(guān)cpu操作的函數(shù),,后者為cpu 執(zhí)行時(shí)的初始化代碼。

4) ./lib_arm/board.c 是完成初始化操作的主要文件,。在文件中定義了一個(gè)初始化序列:

init_fnc_t *init_sequence[] = {

cpu_init, /* basic cpu dependent setup */

board_init, /* basic board dependent setup */

interrupt_init, /* set up exceptions */

env_init, /* initialize environment */

init_baudrate, /* initialize baudrate settings */

serial_init,/* serial communications setup */

console_init_f, /*init console */

display_banner, /* say that we are here */

dram_init,/*configure available RAM banks */

display_dram_config,

#if defined(CONFIG_VCMA9)

checkboard,

#endif

NULL,

};

上述數(shù)組中函數(shù)序列依次執(zhí)行,。在完成初始化序列后,將是一些特定的操作,。

4 Linux內(nèi)核的定制

本系統(tǒng)中采用的Linux 內(nèi)核版本號(hào)為2.6.5.要定制Linux 內(nèi)核,,不僅要修改內(nèi)核源碼樹,而且要編寫相關(guān)外圍設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序,, 使之成為一個(gè)適合DM320 運(yùn)行的OS 環(huán)境,。

4.1 Kconfig 文件的修改

Kconfig 文件是用來對(duì)所要加載內(nèi)核內(nèi)容進(jìn)行配置的文件,其腳本語(yǔ)言描述參考。Documentationkbuild.

 首先,,在內(nèi)核目錄下,。/arch/arm/Kconfig 中加入DM320 的配置選項(xiàng),將DM320 框架加入內(nèi)核,,這樣才能在執(zhí)行make menuconfig 配置內(nèi)核時(shí)看到DM320 框架,。修改內(nèi)容如下:

choice

prompt "ARM system type"

default ARCH_DM320_20

表示:在配置ARM 架構(gòu)的系統(tǒng)時(shí):默認(rèn)的就是DM320 框架。

source"arch/arm/mach-dm320-20/Kconfig"

表示:把DM320 框架下的配置選項(xiàng)也引入,,同時(shí)把其他CPU 框架去掉,,這樣方便選擇。比如:

#source "arch/arm/mach-clps711x/Kconfig"

#source"arch/arm/mach-integrator/Kconfig"("#"表示注釋掉相關(guān)的內(nèi)容)

最后把內(nèi)核配置選項(xiàng)中對(duì)DM320 開發(fā)有用的選進(jìn)來,。比如:

source "drivers/char/Kconfig"

if (,!ARCH_DM320_20)

source "sound/Kconfig"

endif

表示:需要開發(fā)字符設(shè)備的驅(qū)動(dòng),而不需要聲音的支持,。

因?yàn)橐袰ODEC 編入內(nèi)核,,所以還要加入對(duì)CODEC 支持的配置選向。

source "codecs/modules/Kconfig"

如果要加入一個(gè)新的外圍設(shè)備,,也需要在Kconfig文件中加入相應(yīng)的內(nèi)容,。比如說要加入一個(gè)三星的4寸TFT-LCD 的驅(qū)動(dòng),就需要修改,。/drivers/char/Kconfig 文件,,并加入以下內(nèi)容:

config DM320_SAMSUNG_4_LCD

tristate "DM320 SAMSUNG 4.0 inch 16:9TFT LCD"

depends on ARCH_DM320_20 &&BOARD_400H

default y

help

This driver provides support for SAMSUNG4.0' 16:9 TFT-LCD

for DM320 Platform.

config DM320_SAMSUNG_4_LCD:表示增加

新的配置入口。一旦這個(gè)配置選項(xiàng)被選中就會(huì)在,。/include/linux/autoconf.h 中有: #defineCONFIG_DM320_SAMSUNG_4_LCD 1

這樣整個(gè)內(nèi)核源碼中都可以使用CONFIG_DM320_SAMSUNG_4_LCD 進(jìn)行特定選擇,。

tristate "DM320 SAMSUNG 4.0 inch 16:9TFT-LCD":在引號(hào)里的內(nèi)容是在配置選項(xiàng)中的提示文字。tristate 表示除了可以選擇[*],[ ]外,,還可以選擇[M],表示把當(dāng)前內(nèi)容當(dāng)成模塊編譯,。

depends on ARCH_DM320_20 && BOARD_400H: 如果配置平臺(tái)框架時(shí)選擇了ARCH_DM320_20,在選擇型號(hào)時(shí)選擇BOARD_400H,就能看到三星4 寸TFT-LCD 配置選項(xiàng)。

default y:表示默認(rèn)把此驅(qū)動(dòng)編入內(nèi)核,。

help:help 的內(nèi)容為對(duì)內(nèi)核進(jìn)行配置時(shí),選中幫助選項(xiàng)所看到的內(nèi)容,。

4.2 Makefile 文件的修改

Makefile 根據(jù)配置文件,。config 形成編譯源文件列表,GNU 編譯工具對(duì)源文件進(jìn)行編譯,,把目標(biāo)代碼鏈接在一起,,形成Linux 內(nèi)核二進(jìn)制文件。Makefile分布在各源代碼目錄中,。

在作者所進(jìn)行的PMP 設(shè)備開發(fā)中,,首先是對(duì)主Makefile 的修改,比如:

ARCH:= arm

CROSS_COMPILE:=arm-linux-(對(duì)編譯器的選項(xiàng)修改為ARM 平臺(tái))

EXTRAVERSION = -our0

EXTRAVERSION 變量值被附加在內(nèi)核版本編號(hào)之后,成為內(nèi)核建立后的最終版本,。項(xiàng)目中使用的內(nèi)核版本號(hào)為2.6.5,加上EXTRAVERSION 變量后,,最終的版本就是2.6.5-our0,表示開發(fā)過程中零號(hào)內(nèi)核版本。

對(duì)其他子目錄的Makefile 文件的修改則相對(duì)容易,。以加入三星4 寸TFT-LCD 驅(qū)動(dòng)為例說明,,當(dāng)需要把此驅(qū)動(dòng)模塊加入相應(yīng)的內(nèi)核源碼樹時(shí), 要在,。/drivers/char/Makefile 文件中加入如下內(nèi)容:

obj-$(CONFIG_DM320_SAMSUNG_4_LCD) +=dm320_lcd_samsung4.o

5 總結(jié)

本文探討了嵌入式Linux在PMP消費(fèi)類電子產(chǎn)品上的應(yīng)用,,并實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)程序Bootloader 和Linux內(nèi)核的移植和定制。目前一些項(xiàng)目產(chǎn)品已經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)試,,成功推向市場(chǎng),。

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