第01部分 嵌入式系统概述

嵌入式Linux系统及应用讲授的主要内容及要求第一部分嵌入式操作系统概述主要掌握什么嵌入式操作系统、嵌入式Linux系统开发要点；了解嵌入式Linux的发展历史和初步认识嵌入式Linux开发环境等内容。第二部分嵌入式交叉开发环境学习制作交叉编译工具、交叉调试器和主机开发环境的配置等内容；了解工具链软件等内容。第三部分Linux环境编程主要学习Linux常用命令、程序编辑器、shell编程、Makefile编程及Linux应用程序设计等内容。学会使用编译器GCC和调试器GDB等工具。嵌入式Linux系统及应用讲授的主要内容及要求第四部分Bootloader主要学习和掌握Bootloader原理、U-Boot编译、调试和使用等内容。第五部分配置编译Linux2.6内核及移植

主要学习Linux内核源码；学会和掌握配置编译内核源码、内核配置选项和内核调试技术等内容。第六部分Linux内核了解Linux内存管理和进程管理等内容。嵌入式Linux系统及应用讲授的主要内容及要求第七部分制作Linux根文件系统了解Linux根文件系统目录结构；学会添加系统文件和定制文件系统等内容。第八部分嵌入式Linux设备驱动程序开发学会和掌握字符设备驱动、设备IO控制、阻塞型字符设备驱动和自动创建设备文件等内容；了解虚拟文件系统VFS等内容。第九部分QT图形编程基础学习QT的安装与配置、集成开发环境的使用及开发基础等内容；了解QT的核心机制与原理。实验内容及要求实验一：Linux开发环境建立实验二：vi使用和shell编程实验实验三：Makefile编程实验实验四：Linux程序设计基础实验实验五：多进程与进程间通信实验实验六：Bootloader配置、移植及编译实验实验七：Linux内核配置、移植及编译实验实验八：Linux文件系统移植及编译实验实验九：Linux字符设备驱动程序实验实验十：Qt实验（选做）要求：课前预习，一边做实验一边记录实验结果，下课交实验报告。嵌入式Linux系统及应用教材与参考书教材：嵌入式Linux系统开发标准教程

华清远见嵌入式培训中心

人民邮电出版社参考书：深入理解LINUX内核

陈莉君张琼声张宏伟

中国电力出版社

LINUX设备驱动程序

魏永明

中国电力出版社

ARM嵌入式Linux系统开发详解

弓雷

清华大学出版社

ARM嵌入式Linux应用开发入门

汪明虎欧文盛

中国电力出版社嵌入式Linux系统及应用嵌入式网站1.

深圳市英蓓特信息技术有限公司2.

广州周立功单片机发展有限公司3.

广州友善之臂计算机科技有限公司4.

成都国嵌教育6.

中国工控用户网7.

中国嵌入开发网嵌入式Linux系统及应用嵌入式Linux系统及应用问题：1.为什么学习嵌入式Linux操作系统？2.学习这门课要达到的目标是什么？3.如何去学习这门课？第1章嵌入式操作系统概述1.嵌入式操作系统2.嵌入式Linux的发展历史3.初步认识嵌入式Linux开发环境4.嵌入式系统架构和分工5.嵌入式Linux系统开发要点第1章嵌入式操作系统概述第1章嵌入式操作系统概述1.嵌入式操作系统

2.嵌入式Linux的发展历史3.初步认识嵌入式Linux开发环境4.嵌入式系统架构和分工5.嵌入式Linux系统开发要点1.1嵌入式操作系统1．嵌入式系统的概念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，并对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。2．嵌入式计算机系统的特点（1）嵌入式系统是面向特定系统应用的。（2）嵌入式系统涉及计算机技术、微电子技术、电子技术、通信和软件等各行各业。（3）嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高可定制性。（4）嵌入式系统的生命周期相当长。（5）嵌入式系统不具备本地系统开发能力，通常需要有一套专门的开发工具和环境。1.1嵌入式操作系统3．嵌入式系统的分类（1）无操作系统的嵌入式系统；（2）有简单操作系统的嵌入式系统；（3）实时操作系统的嵌入式系统；

软实时操作系统硬实时操作系统（4）面向Internet的嵌入式系统。1.1嵌入式操作系统4．什么是嵌入式操作系统

嵌入式操作系统（EmbeddedOperationSystem，EOS）是一种用途广泛的系统软件。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、任务调度，控制、协调并发活动。它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。实时性：在确定的时间范围内响应某个事件的特性。分为：非实时、软实时、硬实时。常用的嵌入式操作系统有：

C/OSII、VxWorks、Linux和WindowsCE等。（1）Linux

在所有的操作系统中，Linux是一个发展最快的、应用最为广泛的操作系统。Linux本身的种种特性使其成为嵌入式开发中的首选。分为：软实时和硬实时两种。Linux和RTLinux。1.1嵌入式操作系统5.嵌入式操作系统简介（2）

C/OS它的特点是：公开源代码，代码结构清晰，注释详尽，组织有条理，可移植性好；可裁剪，可固化；抢占式内核，最多可以管理60个任务。（3）VxWorksVxWorks是WindRiver公司专门为实时嵌入式系统设计开发的操作系统软件，为程序员提供了高效的实时任务调度、中断管理，实时的系统资源以及实时的任务间通信。1.1嵌入式操作系统（4）WindowsCE

WindowsCE是微软的产品，它是从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。（5）QNX这也是一款实时操作系统，由加拿大QNX软件系统有限公司开发。广泛应用于自动化、控制、机器人科学、电信、数据通信、航空航天、计算机网络系统、医疗仪器设备、交通运输、安全防卫系统、POS机、零售机等任务关键型应用领域。1.1嵌入式操作系统6.嵌入式操作系统Linux的优点（1）Linux是一个成熟而稳定的网络操作系统；（2）Linux的源代码是开放的，有丰富的软件资源；（3）Linux是可以定制的；（4）高扩展性、可维护性、可移植性，可应用于多种硬件平台；（5）它和多数UNIX系统兼容；（6）Linux带有UNIX用户熟悉的完善的开发工具；（7）完善的网络通讯、图形、文件管理机制；（8）免费和支持的人多，应用广泛。1.1嵌入式操作系统第1章嵌入式操作系统概述1.嵌入式操作系统2.嵌入式Linux的发展历史

3.初步认识嵌入式Linux开发环境4.嵌入式系统架构和分工5.嵌入式Linux系统开发要点1.2嵌入式Linux的发展历史1.Linux起源于1991年，由芬兰的LinusTorvalds开发，随后按照GPL原则发布。2.Linux1.0正式发行于1994年3月，仅支持386的单处理器系统。3.Linux1.2发行于1995年3月，是第一个包含多平台支持的官方版本。4.Linux2.0发行于1996年6月，包含很多新的平台支持。它是第一个支持SMP（对称多处理器）体系的内核版本。5.Linux2.2于1999年1月发布，它带来了SMP系统性能上的极大提升，同时支持更多的硬件。6.Linux2.4于2001年1月发布，它进一步提升了SMP系统的扩展性，同时也集成了更多的接口和内置的即插即用等。7.Linux2.6于2003年12月发布，它的多种内核机制都有了重大改进。8.Linux最新版本是3.2。1.2嵌入式Linux的发展历史1.GNUGNU计划和自由软件基金会FSF（theFreeSoftwareFoundation）是由RichardM.Stallman于1984年一手创办的，旨在开发一个类似UNIX，并且是自由软件的完整操作系统：GNU系统（GNU是“GNU’sNotUNIX”的递归缩写，它的发音为“gun-NEW”）。到20世纪90年代初，GNU项目已经开发出许多高质量的免费软件，其中包括有名的emacs编辑系统、bashshell程序、gcc系列编译程序、gdb调试程序等等。这些软件为Linux操作系统的开发创造了一个合适的环境，这也是Linux能够诞生的基础之一，以至于目前许多人都将Linux操作系统称为“GNU/Linux”操作系统。1.2嵌入式Linux的发展历史2.GPLGPL（GeneralPublicLicense，通用公共许可证）是自由软件基金会为促进开放源代码软件发展而设计的一种版权协议。

GPL版权协议规定，使用该协议的软件作者必须公开全部源代码，源代码的版权归作者所有。GPL还规定了使用带有GPL版权协议的软件，必须公开源代码且遵守GPL版权协议。自由软件是和免费无关的。它的主要目标是保证软件对所有的用户来说是自由的。1.2嵌入式Linux的发展历史3.POSIXPOSIX（PortableOperatingSystemInterfaceforComputingSystems）是由IEEE和ISO/IEC开发的一组标准。该标准是基于现有UNIX的实践经验，描述了操作系统的调用服务接口。用于保证编制的应用程序可以在源代码一级上、在多种操作系统上移植和运行。这个UNIX标准为Linux提供了极为重要的信息，使得Linux能够在标准的指导下进行开发，并能够与绝大多数UNIX操作系统兼容。第1章嵌入式操作系统概述1.嵌入式操作系统2.嵌入式Linux的发展历史3.初步认识嵌入式Linux开发环境

4.嵌入式系统架构和分工5.嵌入式Linux系统开发要点1.3初步认识嵌入式Linux开发环境1．嵌入式系统的硬件嵌入式系统的硬件一般有很大的局限性，或者处理器频率很低，或者存储空间很小，或者没有显示、键盘、鼠标等输入设备。这样的硬件平台无法胜任（或者不便于）庞大的Linux系统开发任务。2．交叉开发环境交叉开发环境是由开发主机和目标板两套计算机系统构成的。目标板Linux软件是在开发主机上编辑、编译，然后加载到目标板上运行的。问题：为什么需要交叉开发环境？1.3初步认识嵌入式Linux开发环境3．交叉开发模型内核映像内核映像根文件系统下载内核映像挂接NFS文件系统HOSTPC机TARGETARM开发板各种连接方式：串口、USB、网口第1章嵌入式操作系统概述1.嵌入式操作系统2.嵌入式Linux的发展历史3.初步认识嵌入式Linux开发环境4.嵌入式系统架构和分工

5.嵌入式Linux系统开发要点1.4嵌入式系统架构和分工1.嵌入式系统架构Bootloader驱动程序Linux内核文件系统及API应用程序应用软件系统软件存储器网络接口触摸屏按键嵌入式处理器硬件平台1.4嵌入式系统架构和分工2.嵌入式系统分工（1）Bootloader存储器网络接口触摸屏按键嵌入式处理器驱动程序Linux内核文件系统及API应用程序负责人：系统分析师任务：根据项目的要求进行需求分析和系统的总体设计1.4嵌入式系统架构和分工2.嵌入式系统分工（2）存储器网络接口触摸屏按键嵌入式处理器负责人：硬件工程师任务：根据项目的总体设计，基于开发板进行添加、修改和裁剪。1.4嵌入式系统架构和分工2.嵌入式系统分工（3）Bootloader负责人：系统工程师或驱动工程师任务：基于硬件工程师设计的硬件平台，对

Bootloader进行配置和移植等。这项目工作可以和硬件工程师同时进行开发。★★★★★1.4嵌入式系统架构和分工2.嵌入式系统分工（4）驱动程序负责人：系统工程师或驱动工程师任务：基于硬件工程师设计的硬件平台，对硬件平台新增加的硬件进行驱动程序的开发。这项目工作可以和硬件工程师及Bootloader同时进行开发。★★★★★1.4嵌入式系统架构和分工2.嵌入式系统分工（5）Linux内核负责人：系统工程师或驱动工程师任务：根据项目的总体设计和驱动程序，将

Linux内核进行配置和移植等。这项目工作可以和硬件工程师同时进行开发。应在驱动程序设计之后。★★★★★1.4嵌入式系统架构和分工2.嵌入式系统分工（6）应用程序负责人