Linux基础及应用教程 陈英 第11章 嵌入式Linux新.ppt

陈英 梁建武主编 中国水利水电出版社 Linux基础及应用 第11章 嵌入式Linux 11.1嵌入式系统简介 11.1.1 嵌入式系统的定义 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。 Linux提供了完成嵌入功能的基本的内核和所需要的所有用户界面，它是多面的。它能处理嵌入式任务和用户界面。将Linux看作是连续的统一体，从一个具有内存管理、任务切换和时间服务及其他的分拆的、微内核到完整的服务器，支持所有的文件系统和网络服务。 11.1.2 嵌入式系统的特征 嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，如果独立于应用自行发展，则会失去市场。嵌入式处理器的功耗、体积、成本、可靠性、速度、处理能力、电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约，这些也是各个半导体厂商之间竞争的热点。 11.2 嵌入式Linux基础 11.2.1 嵌入式Linux的应用 信息家电：PDA，机顶盒，Digital Telephone，Answering Machine，Screen Phone； 数据网络：Ethernet Switches，Router，Bridge，Hub，Remote access servers，ATM，Frame relay； 远程通信； 医疗电子； 交通运输； 计算机外设； 工业控制； 航空航天领域 11.2.2 Linux作为嵌入式操作系统的优势 1．免许可证费用 嵌入式Linux的版权费是免费的，其购买费用仅为媒介成本。大多数的商业操作系统，例如Windows, Windows CE对每套操作系统收取一定的许可证费用。相对地，Linux是一个免费软件，并且公开源代码。只要不违反GPL（General Public License，通用版权许可协议），就可以自由应用和发布Linux。 2．有很高的稳定性 在PC硬件上运行时，Linux是非常可靠和稳定的，特别是和现在流行的一些操作系统相比。 有两个因素会影响稳定性，一是使用了混乱的驱动程序。驱动程序的选择很有限，有些稳定有些不稳定。一旦离开了通用的PC平台，需要自己编写。二是使用了硬盘。 3．强大的网络功能 Linux天生就是一个网络操作系统，几乎所有的网络防议和网络接口都已经被定制在Linux中。Linux内核在处理网络防议方面比标准的Unix更具执行效率，在每一个端口上有更高的吞吐量。 4．丰富的开发工具 Linux提供C, C++, JAVA以及其他很多的开发工具。更重要的是，爱好者可以免费获得，技术上由全世界的自由软件开发者提供支持。 Linux基于GNU的工具包，此工具包提供了完整与无缝交叉平台开发工具，从编辑器到底层调试。其C编译器产生更有效率的执行代码。 5．实时性 在实时性能方面，RT_Linux ，Hardhat Linux 等嵌入式Linux支持实时性能；稳定性好，安全性好。 11.3 Linux I/O端口编程 11.3.1如何在C语言下使用I/O端口 １．一般方法 在存取任何I/O端口之前，必须让程序有如此做的权限。要完成这个目的，可以在程序一开始的地方（但是，要在任何I/O端口存取动作之前）调用ioperm()这个函数（该函数在文件unistd.h中，并且被定义在内核中）。 使用语法是： ioperm(from，num，turn_on) 其中from是第一个允许存取的I/O端口地址，num是接着连续存取I/O端口地址的数目。 函数ioperm()只能取得端口地址0x000到0x3ff的存取权限；至于较高地址的端口，需要使用函数iopl()（该函数可以一次存取所有的端口地址）。将权限等级参数值设为3（例如，iopl(3)），以便程序能够存取所有的I/O端口（如果存取到错误的端口地址将对计算机造成各种不可预期的损害。同样地，调用函数iopl()必需要拥有root的权限。 接着来实际地存取I/O端口。要从某个端口地址输入一个字节(8位)的信息，调用函数inb(port)，该函数会传回所取得的一个字节的信息。要输出一个字节的信息，调用函数outb(value，port)。要从某两个端口地址x和x+1（两个字节组成一个字，故使用组合语言指令inw）输入一个字(16个bit)的信息，需要调用函数inw(x)；要输出一个字的信息到两个端口地址，需要调用函数outw(value，x)。 2