银行排队机系统触摸终端软件的设计与实现.doc

I 银行排队机系统触摸终端软件的设计与实现银行排队机系统触摸终端软件的设计与实现 摘摘 要要 随着电子信息产品 智能产品的快速发展 以及人类生活对服务环境 服务效率的要求越来越高 尤 其是在服务性行业里更是如此 因此排队系统这个概念就应运而生了 而银行这一大众化的服务性行业自然就率先进入了排队系统的首块营地 现如今银行排队系统已经成 了排队系统的代名词 每家银行都有一个取票机语音叫号及显示的排队系统 排队系统不仅提高了服务效率 改善了服务环境 更主要的是给等候人员带来了美好的环境 放松的 心情 甚至都可以合理安排自己的等候时间等 银行排队机系统是以排队抽号顺序为核心 客户利用客户端抽号 工作人员利用叫号端叫 通过显示 器及时显示当前所叫号数与排队等待人数 客户及时了解排队信息 通过合理的程序结构来执行排队抽号 以提高排队等待效率 解决排队秩序混乱 前拥后挤等现象 实现排队自动化 规范化 通过该系统的使 用 客户不必为排队浪费大量精力 便于管理排队秩序 同时适应信息时代管理数字化的要求 提高教务 水平与质量 它主要由触摸屏终端 微型打印机和 LED 显示屏组成 利用 ARM 微处理器进行控制 通过 串行通信方式传输处理数据 本课题由 real6410 开发板代替触摸屏终端 由串口精灵软件代替微型打印机 由 PC 机的 QT 界面代替 LED 显示屏 通过串口程序由开发板向串口精灵发送数据 通过 TCP IP 由开发板显示到 PC QT 界面 并 进行移植 关键词 ARM6410 TCP IP QT 移植 移植 II 目目 录录 第一章 绪论 1 1 1 课题研究背景及意义 1 第二章 嵌入式系统 2 2 1 嵌入式系统概述 2 2 1 1 嵌入式系统组成及特点 2 2 1 2 嵌入式系统发展 2 2 1 3 嵌入式系统前景 3 2 2 ARM 概述 3 2 2 1 ARM 处理器简介 3 2 2 2 ARM 处理器体系结构 5 2 2 3 指令集 5 2 2 4 三星 S3C6410 简介 6 第三章 系统总体方案设计及工作环境的建立 8 3 1 排队系统的基本流程 8 3 2 排队机总体方案设计 8 3 2 1 系统总体框架 8 3 2 2 系统总体设计方案 8 3 3 系统工作环境的建立 9 3 3 1 vmware redhat enterprise 的安装 9 3 3 2 配置超级终端 minicom 10 3 3 3 配置 tftp 服务器 11 3 3 4 建立交叉编译环境 13 3 3 5 QT4 安装 13 第四章 系统移植 14 4 1 什么是移植 14 4 2 U BOOT 简介 14 4 3 U BOOT 配置与编译 14 4 3 1 U BOOT 的配置 14 4 3 2 U BOOT 的编译 14 4 4 内核移植 15 4 5 文件系统移植 15 4 6 程序移植 17 第五章 结论与展望 19 5 1 结论 19 5 2 展望 19 致谢 20 参考文献 REFERENCES 21 1 第一章第一章 绪论绪论 1 1 课题研究背景及意义课题研究背景及意义 银行排队叫号系统也称之为银行排队机 叫号显示系统 随着电子信息产品 智能产品的快速发展 以及人类生活对服务环境 服务效率的要求越来越高 尤其是在服务性行业里更是如此 因此排队系 统这个概念就应运而生了 而银行这一大众化的服务性行业自然就率先进入了排队系统的首块营地 现如今银行排队系统已经成了排队系统的代名词 我们可以很容易的发现 每家银行都有一个取票机 语音叫号及显示的排队系统 在排队系统还未诞生之前 等候人员在排队时总是站着排队 一挤二累三急四拍排错五怕插队 甚至带来带来语言和肢体上的冲突 利用等待时间 打破了常规的系统使顾客不用站立排队 银行应更 有效的利用客户闲置时间开展工作 比如工作人员可询问每位顾客业务需求 指导填写单据等 在休息大 厅可摆放宣传资料 装置显示屏播放信息 潜移默化中推广自己的业务 对客户分流 引导他们到白助设 备办理常规业务 很多传统思想的中老年储户不习惯自助揉作 尚需较长的过渡阶段 同时设立贵宾室接 待大客户 让其感到宾至如归 获得极佳的体验 排队系统诞生后 就完全避免了这些问题的发生 等候人员取张号票后就可以坐着休息厅安心的 排队等候了 叫号机的优势已被运筹学理论和客户反馈充分证明 利用等待时间 打破了常规的系统使顾 客不用站立排队 银行应更有效的利用客户闲置时间开展工作 比如工作人员可询问每位顾客业务需求 指导填写单据等 在休息大厅可摆放宣传资料 装置显示屏播放信息 潜移默化中推广自己的业务 对客 户分流 引导他们到白助设备办理常规业务 很多传统思想的中老年储户不习惯自助揉作 尚需较长的过 渡阶段 同时设立贵宾室接待大客户 让其感到宾至如归 获得极佳的体验 排队系统不仅提高了服务效率 改善了服务环境 更主要的是给等候人员带来了美好的环境 放松的心情 甚至都可以合理安排自己的等候时间等 随着排队系统的发展 从取票形式上来分有按键式排队系统 触摸屏排队系统 从连接方式来分有有 线排队系统 无线排队系统 从使用产所来分有银行排队系统 医院排队系统 监狱探访排队系统等 2 第二章第二章 嵌入式系统嵌入式系统 2 1 嵌入式系统概述嵌入式系统概述 2 1 1 嵌入式系统组成及特点 嵌入式系统是以应用为中心 以计算机技术为基础 并且软硬件可裁剪 适用于应用系统对功能 可 靠性 成本 体积 功耗有严格要求的专用计算机系统 它一般由嵌入式微处理器 外围硬件设备 嵌入 式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成 用于实现对其他设备的控制 监视或管理等功能 1 嵌入式系统一般指非 PC 系统 它包括硬件和软件两部分 硬件包括处理器 微处理器 存储器及外 设器件和 I O 端口 图形控制器等 软件部分包括操作系统软件 OS 要求实时和多任务操作 和应用 程序编程 有时设计人员把这两种软件组合在一起 应用程序控制着系统的运作和行为 而操作系统控制 着应用程序编程与硬件的交互作用 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器 嵌入式微处理器一般就具备以下 4 个特点 1 对实时多任务有很强的支持能力 能完成多任务并且有较短的中断响应时间 从而使内部的代码和 实时内核心的执行时间减少到最低限度 2 具有功能很强的存储区保护功能 这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化 而为了避免在软件模 块之间出现错误的交叉作用 需要设计强大的存储区保护功能 同时也有利于软件诊断 3 可扩展的处理器结构 以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器 4 嵌入式微处理器必须功耗很低 尤其是用于便携 2 1 2 嵌入式系统发展 从本质上讲 银行排队机系统是一个嵌入式系统 是以应用为中心 以计算机技术为基础 软硬件可 裁剪 适用于应用系统对功能 对可靠性 成本 体积 功耗有严格要求的专用计算机系统 它一般由以 下几部分组成 嵌入式微处理器 外围硬件设备 嵌入式操作系统 虽然嵌入式系统是近几年才风靡起来的 但是这个概念并非新近才出现 从 20 世纪七十年代单片机的出现到今天各式各样的嵌入式微处理器 微控 制器的大规模应用 嵌入式系统已经有了近 30 年的发展历史 作为一个系统 往往是在软硬件交替发展的 双螺旋的支撑下逐渐趋于稳定和成熟 嵌入式系统也不例外 嵌入式系统的出现起源于七 八年前 最早的嵌入式系统是为了满足某些特殊的控制要求而设计的特 殊控制系统 一般是由单片机及其外围设备构成 单片机的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里 程碑 单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支 单片机作为 最典型的嵌入式系统 它的成功应用推动了嵌入式系统的发展 随着电子技术的发展 各种各样的微处理器相继出现 而性价比却越来越高 这为嵌入式系统的发展 提供了良好的前提条件 另一方面 随着社会的进步和人们生活质量的不断提高 对产品质量的要求也越 来越高 然而 嵌入式系统就是以低价位 高性能而著称的 因此 嵌入式系统的空前繁荣是必然的 嵌入式系统的出现至今已经有 30 多年的历史 近几年来 计算机 通信 消费电子的一体化趋势日益 明显 嵌入式技术已成为一个研究热点 纵观嵌入式技术的发展过程 大致经历四个阶段 第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统 具有与监测 伺服 指示设备相配合的功能 这类系统大部分应用于一些专业性强的工业控制系统中 一般没有操作系统的支持 通过汇编语言编程对 3 系统进行直接控制 这一阶段系统的主要特点是 系统结构和功能相对单一 处理效率较低 存储容量较小 几乎没有用户接口 由于这种嵌入式系统使用简单 价格低 以前在国内工业领域应用较为普遍 但是已 经远不能适应高效的 需要大容量存储的现代工业控制和新兴信息家电等领域的需求 第二阶段是以嵌入式 CPU 为基础 以简单操作系统为核心的嵌入式系统 主要特点是 CPU 种类繁多 通用性比较弱 系统开销小 效率高 操作系统达到一定的兼容性和扩展性 应用软件较专业化 用户界面不 够友好 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统 主要特点是 嵌入式操作系统能运行于各种不同类 型的微处理器上 兼容性好 操作系统内核小 效率高 并且具有高度的模块化和扩展性 具备文件和目录管 理 多任务 网络支持 图形窗口以及用户界面等功能 具有大量的应用程序接口 API 开发应用程序较简 单 嵌入式应用软件丰富 第四阶段是以 Internet 为标志的嵌入式系统 这是一个正在迅速发展的阶段 目前大多数嵌入式系统 还孤立于 Internet 之外 但随着 Internet 的发展以及 Internet 技术与信息家电 工业控制技术结合日益密切 嵌入式设备与 Internet 的结合将代表嵌入式系统的未来 综上所述 嵌入式系统技术日益完善 32 位微处理器在该系统中占主导地位 嵌入式操作系统已经从 简单走向成熟 嵌入式系统已由原先的单一的 非实时的控制系统发展成多元的 实时控制系统 嵌入式 系统的性能越来越完善 使得它的应用涉及到很多领域 目前 应用最为广泛的领域诸如 信息电器 移动 计算设备 网络设备 工控 仿真 医疗仪器等 此外 随着 Internet 用户的不断增多 嵌入式系统今后 的发展无疑要面向系统化 网络化 件出现 2 1 3 嵌入式系统前景 作为多学科的交叉应用 随着科技的发展和人们对能源利用的更加重视 嵌入式系统也紧随时代的特 点而发展 1 低功耗嵌入式系统为满足高可靠性要求 低功耗的系统将应运而生 2 Java 虚拟机与嵌入式 Java 开发嵌入式系统希望有一个方便的 跨平台的语言与工具 Java 正是用 Java 虚拟机实现 Java 程序独立于各机种的平台 经过努力 一个支持嵌入式系统开发的 足够小 足够快 又有足够确定性的嵌入式 Java 程序包已经出现 Java 虚拟机与嵌入式 Java 将成为开发嵌入式系统的有力 工具 3 嵌入式系统的多媒体化和网络化随着多媒体技术的发展 视频 音频信息的处理水平越来越高 为 嵌入式系统的多媒体化创造了良好的条件 嵌入式系统的多媒体化将变成现实 它在网络环境中的应用已 是不可抗拒的潮流 并将占领网络接入设备的主导地位 4 嵌入式系统的智能化嵌入式系统与人工智能 模式识别技术的结合 将开发出各种更具人性化 智 能化的嵌入式系统 随着后 PC 时代的到来 随着电子技术的飞速发展 随着人们生活和生产水平的不断提高 我们有理 由相信嵌入式系统会呈现出蓬勃发展的趋势 2 22 2 ARMARM 概述概述 2 2 1 ARM 处理器简介 ARM 公司是一家知识产权 IP 供应商 它与一般的半导体公司最大的不同就是不制造芯片且不向终 端用户出售芯片 而是通过转让设计方案 由合作伙伴生产出各具特色的芯片 ARM 公司利用这种双赢的 4 伙伴关系迅速成为了全球性 RISC 微处理器标准的缔造者 这种模式也给用户带来巨大的好处 因为用户 只需掌握了一种 ARM 内核结构及其开发手段 就能够使用多家公司相同 ARM 内核的芯片 目前 总共有超过 100 家公司与 ARM 公司签订了技术使用许可协议 其中包括 Intel IBM LG NEC SONY NXP 原 PHILIPS 和 NS 这样的大公司 至于软件系统的合伙人 则包 括微软 升阳和 MRI 等一系列知名公司 ARM Advanced RISC Machines 处理器是 Acorn 公司面向低预算市场设计的第一款 RISC 微处理器 更早称作 Acorn RISC Machine 处理器本身是 32 位设计 但也配备 16 位指令集 一般来讲比等价 32 位代 码节省达 35 却能保留 32 位系统的所有优势 目前 基于 ARM 的处理器以其高速度 低功耗等诸多优 异的性能而得到广泛的应用 采用 RISC 架构的 ARM 微处理器一般具有如下特点 1 体积小 低功耗 低成本 高性能 2 支持 Thumb 16 位 ARM 32 位 双指令集 能很好地兼容 8 位 16 位器件 3 大量使用寄存器 指令执行速度更快 4 大多数数据操都在寄存器中完成 5 寻址方式灵活简单 执行效率高 6 指令长度固定 7 所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行 从而提高指令的执行效率 目前比较流行的 ARM 芯片有 ARM7TDMI SrtongARM ARM720T ARM9TDMI ARM922T ARM940T ARM946T ARM966T A RM10TDMI 等 已广泛用于工业控制 移动通信 Internet 设备 网络和调制解调器设备等多种媒体和嵌入 式应用之中 ARM 处理器总是在 ARM 状态下开始执行代码 支持 7 种处理器模式 见表 2 1 取决于体系 结构版本 除用户模式外 其它 6 种处理器模式称为特权模式 在这些模式下 程序可以访问所有的系统 资源 也可以任意的进行处理器模式的切换 其中除了系统模式外的其它 5 种特权模式又称为异常模式 处理器模式可以通过软件来切换 在 ARM Linux 操作系统中 只有运行在内核态的程序才有可能更改处理 器模式 用户态的程序是不能访问受操作系统保护的系统资源的 更不能直接进行处理器模式的切换 当 需要处理器模式切换的时候 用户态的程序可以中断 内核态的中断处理程序开始响应并作出处理 表表 2 12 1 ARMARM 处理器工作模式处理器工作模式 ARM 处理器共有 37 个寄存器 其中 31 个通用寄存器 包括程序计数器 PC 指针 均为 32 位的寄 存器 6 个状态寄存器 用以标识 CPU 的工作状态及程序的运行状态 均为 32 位 其寄存器的使用方式 见表 2 2 处理器工作模式 描述 用户模式 usr ARM 处理器正常的程序执行状态 快速中断模式 fiq 用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式 irq 用于通常的中断处理 管理模式 svc 操作系统使用的保护模式 数据访问终止模式 abt 当数据或指令预取终止时进入该模式 可用于虚拟 存储及存储保护 系统模式 sys 运行具有特权的操作系统任务 未定义指令中止模式 und 当未定义的指令执行时进入该模式 可用于支持硬 件协处理器的软件仿真 5 表表 2 22 2 ARMARM 寄存器使用方法寄存器使用方法 2 2 2 ARM 处理器体系结构 从最初开发到现在 ARM 指令集体系结构发生了巨大的改变 并在不断完善和发展 为了清除的表达 每个 ARM 应用实例所使用的指令集 ARM 公司定义了 5 种主要的 ARM 指令集体系结构版本 V1 和 V2 已经基本暂停使用 V3 版本推出 32 位寻址能力 此外还增加了两种处理器模式 以便在操作系统代码中有效的使用数据 中止异常 取指中止异常和未定义指令异常 V4 结构的 ARM 处理器增加了半字指令的读取和写入操作 并且有了 T 变种 V4T 在 Thumb 状态下 所支持的是 16 位的 Thumb 指令集 在 V3 版本基础上又增加了使用用户模式寄存器的新特权处理器模式 V5 在 V4 的基础上对现在指令的定义进行必要的修正 对体系结构进行了扩展 提升了 ARM 和 Thumb 两种指令的交互工作能力 同时有了 DSP 指令 V5E 结构 Java 指令 V5J 结构的支持 对乘法指 令如何设置标志位进行了严格的定义 2 2 3 指令集 ARM 处理器支持 ARM 指令集和 Thumb 指令集 ARM 指令集是 32 位 Thumb 指令集是 16 位 具有 ARM 指令集的子集功能 实现同样的功能用 Thumb 指令集所需空间较小 但执行时间有可能变长 ARM 代码向 Thumb 代码跳转通过 BX 指令完成 BX 指令通过判断数据项的最后一位来确定是否转入 Thumb 或 ARM 模式 跳转后会设置 CPSR 中的模式位 ARM微处理器的指令集主要有6大类 跳转指令 数据处理指令 程序状态寄存器 PSR 处理指令 加载 存储指令 协处理器指令 异常产生指令 ARM 指令寻址方式包括 立即数寻址 操作数本身就在指令中给出 只要取出指令也就取到了操作数 寄存器寻址 利用寄存器中的数值作为操作数 是一种执行效率较高的寻址方式 寄存器间接寻址 以寄存器中的值作为操作数的地址 而操作数本身存放在存储器中 寄 存 器使 用 方 式 程序计数器 PC r15 所有运行状态都可以使用 通用寄存器 r0 r7所有运行状态都可以使用 通用寄存器 r8 r12除快速中断以外的状态都可以使用 当前程序状态寄存器 CPSR所有运行状态都可以使用 保存程序状态寄存器 SPSR 除用户状态外的 6 种运行状态 分别都有自己的 SPSR 堆栈指针 SP r13 和链接寄存器 lr r14 所有的运行状态都有自己的 SP 和 lr 6 基址变址寻址 将寄存器的内容与指令中给出的地址偏移量相加 得到一个操作数的有效地址 多寄存器寻址 一条指令可以完成多个寄存器值的传送 相对寻址 以程序计数器 PC 的当前值为基地址 指令中的地址标号作为偏移量 将两者相加之后得 到操作数的有效地址 堆栈寻址 按先进后出 FILO 的方式工作 使用一个称作堆栈指针的专用寄存器指示当前的操作 位置 堆栈指针总是指向栈顶 2 2 4 三星 S3C6410 简介 本课题所使用的是 real6410 嵌入式开发板 其核心板 E6CORE 中集成了一款由 Samsung 公司设计的低 功耗 高集成度的基于 ARM11 核的微处理器 S3C6410 芯片 核心板方框图见图 2 2 主频可达 800MHz 32 位数据总线和 32 位外部地址总线 包含 SROM SRAM 控制器 NAND 控制器 五个 32 位 定时器 多达 64 个中断源的中断控制器 四个 UART 四个 DMA 控制器 每个 DMA 控制器有 8 个通 道 2 S3C6410 1GByte NandFlash WM9713 100M NET 电电源源管管理理单单元元 SanDisk iNAND 128Byte 16位位 mDDR 晶晶振振 及及其其 他他外外 围围连连 接接 128Byte 16位位 mDDR 图 2 1 核心板组成方框图 物理内存分成 Memory 和 Pheriperal 两部分 地址范围分别为 0 x0 0 x6fffffff 和 0 x7fffffff 系统通过 SPINE 总线访问 Memory 空间 通过 PERI 总线访问 Pheriperal 空间 而为了适应不同外设的访问速度 又分别通过 AHB 总线访问 LCD Camera Accelerator 等高速外设 通过 APB 总线访问 iic watchdog 等 低速外设 Memory 又叫主内存 分为 4 大区域 分别是启动镜像区 内部内存区 静态内存区 动态 内存区 启动镜像区物理地址为 0 x00000000 0 x07ffffff 共 128MB 用来启动系统 内部内存区物理地址 为 0 x08000000 0 x0fffffff 共 128MB 内部的 ROM 和 SRAM 都是分布在这个区间 静态内存区物理地址 为 0 x10000000 0 x3fffffff 共 6 128MB 这个区域用于访问挂在外部总线上的设备 比如说 SRAM NOR flash oneNand 等 动态内存区物理地址为 0 x40000000 0 x6fffffff 共 3 256MB 这个内存区主要是扩展 DRAM 最大可以扩展 512MB 的 DRAM 6410开发板具有以下特点 1 采用高度集成和成熟运行于商业平台的华天正科技所研发E6COREV3 2 24位RGB接口 并在接口上引出IIC TOUCH总线 3 TV输出接口 经放大单元放大后输出 4 USB Host 1 1接口 7 5 USB OTG 2 0接口 6 RJ45 100M网络接口 外置1 1 414的变压器 7 RS232接口两个 8 外扩SPI IIC ADC 四路 外部中断 3路 两路TTL Uart接口 以上除ADC外均可做为 IO口使用 9 SD卡接口 10 10路手机按键设计 11 两路LED指示 12 复位按键 13 1 5W 喇叭接口 14 差分MIC输入电路和单路MIC输入电路 15 耳机接口 PJ 327 16 Boot配制开关 17 板载公司的GPRS SIM900模块 18 板载GPS模块 天线接口 支持 Sirf公司的GPS模块 19 SDIO WIFI接口 采用miniPCI接口座 20 RS485接口一路 21 CAN接口一路 22 矩阵键盘8 8 23 JTAG接口 24 BluteTooth接口 25 3G模块 MiniPCI e接口 26 VGA接口 8 第三章第三章 系统总体方案设计及工作环境的建立系统总体方案设计及工作环境的建立 3 1 排队系统的基本流程排队系统的基本流程 根据排队系统的实际情况 排队系统的基本流程如下 图 3 1 排队系统流程 3 2 排队机总体方案设计排队机总体方案设计 3 2 1 系统总体框架 整个系统由一台主控器与多台子控制器通过 485 总线相连 互相通信 传送数据 主控制器接收子控 制器的请求信息 对子控制器的请求作出应答 通信 通信 通信 图 3 2 系统框架图 3 2 2 系统总体设计方案 REAL6410 作为触摸系统的终端 通过 TCP IP 协议连接到 PC 机上的 QT 界面并显示出来 并通过串 口程序连接到串口精灵并发送数据 图 3 3 系统总体设计方案 顾客到窗口办 理业务 顾客取票 顾客休息等待营业员按钮叫 号 总控制器 子控制器 子控制器 9 3 3 系统工作环境的建立系统工作环境的建立 3 3 1 vmware redhat enterprise 的安装 3 要进行嵌入式 linux 的开发首先要安装好一个主机开发环境 因为嵌入式 linux 下的大部分开发工作都 是在 PC 机中开发的 本课题选择安装 vmware 7 0 其安装文件可在网上下载 通过进行虚拟机配置 网 络连接设置 磁盘容量设置后 我们已经拥有了一台还没装任何操作系统的 VMware 牌的虚拟 PC 裸机 你可以在设备面板上清晰地看到并编辑它的配置 见图 3 2 图 3 4 虚拟机界面 虚拟机安装完成后 接下来就是 Linux 操作系统的安装 本课题选择安装 Red Hat Enterprise Linux 5 安装时选择全部安装软件 防止在以后的应用程序中缺少相应的库文件 安装完成后 退出系统 重新启 动虚拟机 稍等片刻进入图 3 3 Linux 操作系统界面 表明 Red Hat Enterprise Linux 5 已成功安装 图 3 5 Linux 操作系统界面 10 3 3 2 配置超级终端 minicom Linux 环境下所有操作使用 root 登陆 首先通过命令 rpm qa grep minicom 查看系统是否安装了 minicom 若没有安装 准备两个源代码包 minicom 2 4 zip ncurses 5 7 tar gz 其可在网上下载该资源 首 先安装 ncurses 具体步骤如下 解压 tar xvf ncurses 5 7 tar gz 查看 README configure Make make install 安装完成后 接着安装 minicom 具体步骤如下 解压 unzip minicom 2 4 zip 查看 README configure Make make install cat dev null usr local etc minirc dfl 安装完成后进行相应串口配置 通过在终端中输入命令 minicom s 进入配置窗口 见图 3 4 图 3 6 minicom 配置窗口 配置串口 serial port setup 串口选择 ttyS0 波特率 Baudrate 115200 硬件流控制 Hardware Flow Control 关闭 见图 3 5 11 图 3 7 串口配置窗口 全部配置完成后 保存退出 在终端输入命令 minicom 进入超级终端 将 PC 机和开发板用串口线相 连 打开板子电源 就可在界面上看见开发板启动的一些信息 3 3 3 配置 tftp 服务器 tftp 是 TCP IP 协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议 提供不复杂 开 销不大的文件传输服务 通过配置 可用 tftp 服务器向开发板烧录程序 非常方便 具体步骤如下 安装 tftp 依赖 rpm ivh xinetd 2 3 14 10 el5 i386 rpm 安装 tftp 客户端 rpm ivh tftp 0 49 2 i386 rpm 安装 tftp 服务器端 rpm ivh tftp server 0 49 2 i386 rpm 修改 etc xinetd d tftp server args s tftpboot 修改为 server args s tfptboot c disable yes 修改为 disable no 重启服务器 etc init d xinet d restart tftp 服务器重启后 需要进行网络设置 点击系统 管理 网络 进入网络配置界面 见图 3 6 12 图 3 8 网络配置界面 双击设备 进入 IP 设置界面 见图 3 7 设置静态 IP IP 192 168 1 20 NestMask 255 255 255 0 Gateway 192 168 1 1 图 3 9 IP 设置窗口 13 板卡 IP 设置 setenv ipaddr 192 168 1 50 setenv serverip 192 168 1 20 setenv gatewayip 192 168 1 1 printenv saveenv reset 至此 tftp 服务器搭建完毕 PC 机可通过 tftp 服务器向开发板烧录程序 3 3 4 建立交叉编译环境 在 Linux PC 上 利用 arm linux gcc 编译器 可编译出针对 Linux ARM 平台的可执行代码 本文采用 集成的方法建立编译环境 具体步骤如下 下载交叉编译器 arm none linux gnueabi 4 3 2 tar bz2 拷贝到 opt 目录下 解压 tar jxvf arm none linux gnueabi 4 3 2 tar bz2 configure Make make install 修改环境变量 PATH PATH opt arm none linux gnueabi 4 3 2 tar bz2 bin 3 3 5 QT4 安装 本课题需要在 X86 下完成 QT 界面的编写 所以 在 Linux 系统中需要安装 QT4 具体步骤如下 在 nokia 官网上下载 qt x11 opensource src 4 5 2 tar gz 源码包 减压 qt x11 opensource src 4 5 2 tar gz 并进入到 qt x11 opensource src 4 5 2 目录下 configure gmake gmake install 设置环境变量 打开 etc profile 文件 在该文件的末尾添加如下内容 PATH usr local Trolltech Qt 4 5 2 bin PATH QTDIR usr local Trolltech Qt 4 5 2 MANPATH QTDIR man MANPATH LD LIBRARY PATH QTDIR lib LD LIBRARY PATH export PATH QTDIR MANPATH LD LIBRARY PATH 更新 profile source etc profile 4 14 第四章第四章 系统移植系统移植 4 1 什么是移植什么是移植 软件工程中 程序往往被视为有生命的机体 将源代码从一种环境下放到另一种环境下运行称为移植 4 24 2 U BOOTU BOOT 简介简介 5 U Boot 全称 Universal Boot Loader 是遵循 GPL 条款的开放源码项目 从 FADSROM 8xxROM PPCBOOT 逐步发展演化而来 其源码目录 编译形式与 Linux 内核很相似 事 实上 不少 U Boot 源码就是相应 Linux 内核源程序的简化 尤其是一些设备的驱动程序 从 UBoot 源 码的注释中能体现这一点 逐步发展演化而来 其源码目录 编译形式与 Linux 内核很相似 事实上 不 少 U Boot 源码就是相应 Linux 内核源程序的简化 尤其是一些设备的驱动程序 从 UBoot 源码的注释 中能体现这一点 但是 U Boot 不仅仅支持嵌入式 Linux 系统的引导 当前 它还支持 NetBSD VxWorks QNX RTEMS ARTOS LynxOS 嵌入式操作 系统 其目前要支持的目标操作系统包括 Ope nBSD NetBSD FreeBSD 4 4BSD Linux SVR4 Esix Sola ris Irix SCO Dell NCR VxWorks LynxOS pSOS QNX RTEMS 和 ARTOS 这是 U Boot 中 Unive rsal 的一层含义 另外一层含义则是 U Boot 除了支持 Powe rPC 系列的处理器外 还能支持 MIPS x86 ARM Nios XScale 等诸多常用系列的处理器 这两个特点正是 U Boot 项目的开发目标 即支持尽可能多的嵌入式处理器和嵌入式操作系统 就目前来看 U Boot 对 Powe rPC 系列处理器支持最 为丰富 对 Linux 的支持最完善 其它系列的处理器和操作系统基本是在 2002 年 11 月 PPCBOOT 改名 为 U Boot 后逐步扩充的 从 PPCBOOT 向 U Boot 的顺利过渡 很大程度上归功于 U Boot 的维护人 德 国 DENX 软件工程中心的 Wolfgang Denk 以下简称 W D 本人精湛的专业水平和持着不懈的努力 当前 U Boot 项目在他的领军下 众多有于开放源码 Boot loader 移植工作的嵌入式开发人员 正如火如荼地将 各个不同系列嵌入式处理器的移植工作不断展开和深入 以支持更多嵌入式操作系统的装载与引导 4 34 3 U BOOTU BOOT 配置与编译配置与编译 4 3 1 U BOOT 的配置 将光盘中的linux linux source s3c u boot 1 1 6 Real6410 tar bz2复制到Ubuntu的主目录下 打开一个终端 输入下面命令进行解压 tar jxvf s3c u boot 1 1 6 Real6410 tar bz2 4 3 2 U BOOT 的编译 配置结束后就可以准备编译了 不过s3c u boot 1 1 6 Real6410支持SD启动和Nandflash启动这两种方式 针对不同的启动方式 为了简化用户的工作 可以直接运行我们提供的2个脚本 make nand image 编译nand启动uboot脚本 15 make mmc image 编译SD启动uboot脚本 这2个脚本就放在s3c u boot 1 1 6 Real6410目录下 直接运行即可 如果要编译Nandflash启动的uboot 在终端中进入uboot源码目录后输入下面指令 make nand image 如果没有意外 将在s3c u boot 1 1 6 Real6410目录下产生u boot bin 把这个u boot bin烧写到Nandflash 中即可 如果要编译SD启动的uboot 在终端中进入uboot源码目录后输入下面指令 make mmc image 如果没有意外 将在s3c u boot 1 1 6 Real6410目录下产生u boot mmc bin 把这个u boot mmc bin烧写 到SD中并插入板子即可启 4 44 4 内核移植内核移植 选择 u boot 菜单中的 k 选项 并通过 USBport 选择光盘中带有的 linux linux image zImage 文件 图 4 1 Linux 内核烧写完成 到此 Linux 内核烧写完毕 4 54 5 文件系统移植文件系统移植 选择 u boot 菜单中的 c 选项 通过 USBport 选择光盘中的 linux linux image root mkfs cramfs 文件 16 图 4 2 文件系统烧写过程 接下来将已经制作好的根文件系统 linux linux image qtopia tar gz 复制到 SD 卡 SD 卡插到板子上后 选择菜单中的 QT4 烧写过程大概需要几十分钟 结束后会出现屏幕校准提示 同时板子屏幕上将显示出校准界面 图 4 3 屏幕校准界面 点击十字中心进行 5 点校准 之后等待系统的正常启动 出现类似下面的 QT4 界面 17 图 4 4 QT4 界面 到此为止 一个包含 QT4 界面的 Linux 系统已经烧写完毕了 每次重新启动后如果不按下键盘则系统 会自动启动到 QT4 界面中 4 6 程序移植程序移植 具体步骤如下 1 在 pc 的 Linux 环境下解压 源码放在 opt EmbedSky qt 4 5 目录下 tar xvfj qt embedded linux opensource src 4 5 0 20100601 tar bz2 C opt EmbedSky qt 4 5 2 编译 arm 版本的 QT4 进入 qt 4 5 目录 cd qt 4 5 在 pc 的 Linux 终端输入命令 arm qt4 5 build pc 将自动开始编译 Qt4 5 的 arm 版本 1 小时后编译完成 在 opt EmbedSky qt 4 5 install arm 目录下生成开发板上运行 Qt4 所需的库文 件 3 制作 Qt4 文件系统 在刚刚构建的文件系统 root 2 6 30 4 opt 目录下新建一个 qt 4 5 的目录 然后复制 opt EmbedSky qt 4 5 install arm 目录下的 lib 目录到 root 2 6 30 4 opt qt 4 5 目录下 然后进入 lib 目录 删掉除去 fonts 目录和 so 文件外其他文件 然后进入 fonts 目录 删掉不用的字库 复制 opt EmbedSky qt 4 5 install arm 目录下的 plugins imageformats 到 root 2 6 30 4 opt qt 4 5 目录下 在 root 2 6 30 4 opt qt 4 5 目录下新建一个 bin 目录 用于存放 Qt4 应用程序 接着 修改文件系统 root 2 6 30 4 etc profile 文件 用来单独运行 Qt4 程序 添加内容如下 export set HOME root export set QTDIR opt qt 4 5 export set QPEDIR opt qt 4 5 export set QWS DISPLAY LinuxFB dev fb0 export set