摘 要

近几年来，嵌入式系统产品日臻完善，并在全世界各行业得到广泛应用。嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。另外随着消费家电的智能化，嵌入式更显重要。本课题的目的就是针对其硬件环境，搭建起一个高效、稳定的嵌入式系统平台。嵌入式LINUX拥有LINUX系统免费、开源的特性，并且拥有来自全世界的LINUX工作者的强大技术支持，自然成为嵌入式操作系统的首选。而 ARM处理器类型是嵌入式系统中最常用的处理器类型，其中三星公司的S3C2410和S3C2440处理器又是当前最流行的ARM9处理器类型。本课题就是研究如何将嵌入式LINUX的内核以及根文件系统移植到S3C2440处理器系统的嵌入式目标板中。

关键词：嵌入式系统；ARM；Linux；移植

Abstract

In recent years, as embedded systems continuing to improve, it widely used in the industry around the world. Embedded systems product development and application have promoted the development of information technology and industrialization. It is becoming a new growth point of the national economy. Moreover, as the home appliances becoming more intelligent, the embedded technology is more important now. The purpose of this project is to build up a highly efficient and stable platform for embedded systems in this environment.

Embedded LINUX has a free and open source characteristics like Linux and gets the strong technical support from linux learners around the world. So Embedded LINUX is a natural choice to embedded operating systems.And the hardware architecture is the ARM architecture.ARM processor type is popular in embedded systems processor type, and the Samsung's S3C2410 and S3C2440 processor, is currently the most popular type of ARM9 processor.

The project is to study how the embedded LINUX kernel and the root file system ported to the embedded target board based on S3C2440 processor system .

Keywords: Embedded system; ARM; Linux; Transplant

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 - 1 -

1.1 嵌入式系统概述 - 1 -

1.1.1 嵌入式的定义 - 1 -

1.1.2 嵌入式系统的组成 - 1 -

1.1.3 关于嵌入式系统的开发 - 2 -

1.2 嵌入式操作系统概述 - 3 -

1.2.1 嵌入式操作系统的定义 - 3 -

1.2.2 嵌入式Linux操作系统 - 4 -

1.3 ARM体系结构和硬件开发平台 - 4 -

1.3.1 ARM体系结构的技术特点 - 4 -

1.3.2 Samsung S3c2440 处理器简介 - 5 -

1.3.3 TQ2440开发板简介 - 6 -

1.4 本课题的研究目的和意义 - 6 -

1.5 本课题的研究内容和主要工作 - 6 -

第二章 交叉编译环境的建立 - 7 -

2.1 主机端的软硬件描述 - 7 -

2.1.1 主机端的硬件配置 - 7 -

2.1.2 主机端的软件配置 - 7 -

2.2 具体布局和相关设置 - 8 -

2.2.1 具体布局 - 8 -

2.2.2 相关设置 - 8 -

2.4 交叉编译工具 - 11 -

2.4.1 交叉编译工具的安装与配置 - 11 -

2.4.2 测试安装 - 11 -

2.5 本章小结 - 12 -

第三章 BootLoader移植 - 13 -

3.1 BootLoader概述 - 13 -

3.2 U-boot简介 - 13 -

3.2.1 U-boot目录结构 - 14 -

3.3 U-boot如何运作 - 14 -

3.3.1 U-boot的启动模式 - 14 -

3.3.2 U-boot的启动过程 - 14 -

3.3.3 U-boot的移植步骤 - 17 -

3.4 U-boot的移植过程 - 17 -

3.4.1 移植准备 - 17 -

3.4.2 编译测试 - 17 -

3.4.3 增加对S3C2440的支持 - 18 -

3.4.4 配置NOR Flash - 19 -

3.4.5 NAND Flash配置 - 20 -

3.4.6 编译生成u-boot.bin - 20 -

3.5 U-boot的烧写和测试 - 20 -

3.5.1 USB下载驱动安装 - 21 -

3.5.2 烧写U-boot - 21 -

3.5.3 U-boot测试 - 23 -

3.6 本章小结 - 24 -

第四章 Linux内核移植 - 25 -

4.1 Linux内核结构 - 25 -

4.2 Linux内核如何启动 - 27 -

4.3 Linux内核移植过程 - 27 -

4.3.1 获取Linux内核源码 - 27 -

4.3.2 NAND Flash 移植 - 27 -

4.3.3 平台支持修改 - 28 -

4.4 内核裁剪配置 - 29 -

4.5 修改机器码 - 32 -

4.6 编译Linux 内核 - 32 -

4.7 内核镜像的下载和运行 - 33 -

4.7.1 内核镜像的烧写 - 33 -

4.7.2 测试Linux内核 - 34 -

4.8 本章小结 - 36 -

第五章 根文件系统移植 - 37 -

5.1 根文件系统概述 - 37 -

5.1.1 根文件系统简介 - 37 -

5.1.2 yaffs文件系统介绍 - 37 -

5.2 移植yaffs文件系统 - 37 -

5.2.1 获取yaffs源码 - 37 -

5.2.2 在内核中添加对yaffs的支持 - 38 -

5.2.3 修改配置单 - 38 -

5.3 移植BusyBox工具 - 39 -

5.3.1 BusyBox简介 - 39 -

5.3.2 获取BusyBox - 40 -

5.3.3 修改并配置BusyBox - 40 -

5.3.4 编译安装BusyBox - 41 -

5.4 构建文件系统 - 42 -

5.4.1 构建文件系统框架 - 42 -

5.4.2 完善文件系统 - 43 -

5.4.3 制作yaffs2文件系统 - 47 -

5.5 yaffs2文件系统的烧写和测试 - 47 -

5.5.1 yaffs2文件系统的烧写 - 47 -

5.5.2 文件系统测试 - 50 -

5.6 本章小结 - 51 -

第六章 改进和提升 - 52 -

6.1 关于开机画面 - 52 -

6.2 关于输出重定向到LCD屏幕 - 53 -

6.3 关于登录 - 54 -

6.4 本章小结 - 56 -

结论 - 57 -

致谢 - 58 -

参考文献 - 59 -

附录 - 60 -

第一章 绪论

1.1 嵌入式系统概述

1.1.1 嵌入式的定义

根据IEEE（电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。由于嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约。能够随着产量进行成百上千的放大。