一种移植嵌入式系统并在SD卡启动的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种移植嵌入式系统并在SD卡启动的方法，包括Linux在软核处理器上的移植、自定义设备驱动的添加、配置和在SD卡上的启动。实验证明,使用Linux开发的SoPC能够满足用户复杂多变的需要,且构建简单、快速,缩短了产品的开发周期。

【技术实现步骤摘要】
一种移植嵌入式系统并在SD卡启动的方法
本专利技术涉及嵌入式操作系统领域，特别是涉及嵌入式Linux在特定硬件平台上的移植和启动。
技术介绍
与其他嵌入式操作系统相比，嵌入式Linux具有源码开放、高稳定性、开发成本低、硬件支持多样、易移植性、开发周期短等特点，被学术界、商业界、工业界广泛关注。在嵌入式应用方面，Linux2.6新版本内核提供更强有力的支持，比如对中断特性的提升、响应时间的缩短、内核抢占特性的支持、高效调度算法的引入等等，特别是实时特性的提升，使得其在嵌入式系统中得到更为广泛的应用。SoPC(SystemOnaProgrammableChip，可编程片上系统)作为一种特殊的嵌入式微处理器系统，融合了SoC和FPGA各自的优点，并具备软硬件在系统可编程、可裁减、可扩充、可升级的功能，已逐渐成为一个新兴的技术方向。SoPC的核心是在FPGA上实现的嵌入式微处理器核，而如何针对特定的微处理器选择合适的嵌入式操作系统是SoPC开发的难点之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种移植嵌入式系统并在SD卡启动的方法，实现Linux中自定义硬件设备驱动的添加、系统配置和SD卡的启动。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案如下：一种移植嵌入式系统并在SD卡启动的方法，包括以下步骤：1)建立交叉编译环境采用交叉编译的方法，在宿主机上对内核和应用程序进行编译，生成目标机处理器可执行的二进制位流文件，将此文件下载到目标机运行；针对软核微处理器建立交叉编译器，运行source./settings.sh脚本，自动建立交叉编译环境；2)建立硬件平台为每个应用工程建立一个文件夹，保存该工程的硬件配置，选择相应的硬件平台，内核就会读取该工程文件夹下的配置文件。使用Linux-newplatform命令建立硬件平台，运行makemenuconfig命令，在Vendor/ProductSelction选项中选择该硬件平台，将在EDK下生成的配置文件转换成Linux可以识别的格式，在工程文件夹下运行Linux-copy-autoconfig命令，自动完成格式转换，并拷贝配置文件到已选择的工程文件夹下；3)添加自定义设备驱动将自定义IP核添加到Linux配置中。主要步骤如下:首先使设备初始化函数ddc.c与内核配置相关联；然后使设备驱动程序ddc_adapter.c与内核配置相关联；最后修改设备驱动程序所在目录下的Kconfig文件，使配置内核时可以选择该设备驱动，由此在配置Linux内核时选择自定义的设备驱动；4)配置Linux内核运行图形编辑工具makemenuconfig命令，对内核和系统环境进行配置。在内核配置的设备驱动选项中，选择与系统的硬件配置一致的硬件设备驱动，具体配置以下几项:[Blockdevices]块设备选择；[Miscdevice]混杂设备选择；[Networkdevicesupport]网络设备选择；[Characterdevices]字符设备选择；挂载DOS文件系统的SD卡，自动进入系统环境配置，包括以下几项:[SystemSettings]系统设置；[CoreApplications]内核应用；[NetworkApplications]网络应用；[MiscellaneousApplications]混杂应用；[BusyBox]:配置系统内核中的命令；依次执行命令:makedep，makeclean，makeall，建立文件依赖关系，清除旧文件，编译内核，生成内核image；5)修改Linux配置文件将上述步骤生成的image文件下载到SoPC中，正常登陆Linux系统，修改inittab文件，直接启动shell；自动运行应用程序:修改rc文件，在此添加应用程序的命令，启动后运行该命令；去掉customizeVendor/UserSetting中CoreApplications下的agetty选项和init选项，重新编译内核，使修改写入Linux的文件系统中；6)使用SD卡启动Linux将硬件比特流文件和image.elf制作成ACE文件，复制到SD卡中，配置SD卡启动Linux，将SD卡分区和格式化，然后挂载此文件系统，步骤如下:(1)将SD卡挂载到Linux系统中，运行命令fdisk/dev/sda把SD卡分成3个区，第一分区存放system.ace文件；第二分区为LinuxSwap交换分区，第三分区存放根文件系统；(2)Linux下格式化第三分区为ext2文件系统，运行命令:mke2fs/dev/sda3；在/etc/fstab下输入命令:/dev/sda3/mnt/rootfsautodefaults，user，noauto00；挂载该目录:mount/mnt/rootfs，把根文件系统rootfs拷贝到SD卡的该分区上；(3)Windows下格式化第一分区为FAT32文件系统，把system.ace复制到这个分区；(4)Linux下格式化第二分区为交换分区，运行命令:mkswap/dev/sda2。(5)就绪后，插入SD卡，开启电源，从SD卡启动Linux。本专利技术与
技术介绍
相比，具有的以下有益效果：实现了Linux在软核处理器的移植，并成功实现Linux中自定义硬件设备驱动的添加、系统配置和SD卡的启动方案。通过移植Linux，本文开发的SoPC可以直接用于实际工程；该嵌入式操作系统的移植快速、简单，而且由于其基于Linux内核，从而保证了系统的稳定性。具体实施方式下面进一步描述本专利技术的优选实施例。在SoPC硬件系统构建完成后，针对此结构配置操作系统的内核，具体步骤如下:1.建立交叉编译环境嵌入式系统开发一般采用交叉编译的方法，即在宿主机上对内核和应用程序进行编译，生成目标机处理器可执行的二进制位流文件，将此文件下载到目标机运行。Linux针对软核微处理器建立交叉编译器，运行source./settings.sh脚本，系统会自动建立交叉编译环境。2.建立硬件平台为每个应用工程建立一个文件夹，保存该工程的硬件配置。在移植Linux时，只需选择相应的硬件平台，内核就会读取该工程文件夹下的配置文件。使用Linux-newplatform命令建立硬件平台，如果使用MMU(虚拟内存管理单元)，则在此命令后添加-m选项。硬件平台建立起来后，运行makemenuconfig命令，在Vendor/ProductSelction选项中选择该硬件平台。此时，还需将在EDK下生成的配置文件转换成Linux可以识别的格式。在工程文件夹下运行Linux-copy-autoconfig命令，自动完成格式转换，并拷贝配置文件到已选择的工程文件夹下。3.添加自定义设备驱动本系统自定义了IP核，因此必须开发驱动程序并将其添加到Linux配置中。添加自定义设备驱动主要步骤如下:首先在平台配置目录下Makefile文件中添加语句:platobj-$(CONFIG_ETLOGIX_DDC)+＝ddc.o和$(obj)/ddc.o:.config，使设备初始化函数ddc.c与内核配置相关联；然后在驱动程序所在目录下的Makefile文件中添加语句:obj-$(CONFIG_ETLOGIX_DDC)+＝ddc_adapter本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移植嵌入式系统并在SD卡启动的方法，包括以下步骤：1)建立交叉编译环境采用交叉编译的方法,在宿主机上对内核和应用程序进行编译,生成目标机处理器可执行的二进制位流文件,将此文件下载到目标机运行；针对软核微处理器建立交叉编译器,运行source./settings.sh脚本,自动建立交叉编译环境；2)建立硬件平台为每个应用工程建立一个文件夹,保存该工程的硬件配置，选择相应的硬件平台,内核就会读取该工程文件夹下的配置文件。使用Linux‑newplatform命令建立硬件平台,运行make menuconfig命令,在Vendor/Product Selction选项中选择该硬件平台，将在EDK下生成的配置文件转换成Linux可以识别的格式，在工程文件夹下运行Linux‑copy‑autoconfig命令,自动完成格式转换,并拷贝配置文件到已选择的工程文件夹下；3)添加自定义设备驱动将自定义IP核添加到Linux配置中。主要步骤是:首先使设备初始化函数ddc.c与内核配置相关联；然后使设备驱动程序ddc_adapter.c与内核配置相关联；最后修改设备驱动程序所在目录下的Kconfig文件,使配置内核时可以选择该设备驱动，由此在配置Linux内核时选择自定义的设备驱动；4)配置Linux内核运行图形编辑工具make menuconfig命令,对内核和系统环境进行配置。在内核配置的设备驱动选项中,选择与系统的硬件配置一致的硬件设备驱动，具体配置以下几项:[Block devices]块设备选择；[Misc device]混杂设备选择；[Network device support]网络设备选择；[Character devices]字符设备选择；挂载DOS文件系统的SD卡，自动进入系统环境配置，包括以下几项:[System Settings]系统设置；[Core Applications]内核应用；[Network Applications]网络应用；[Miscellaneous Applications]混杂应用；[BusyBox]:配置系统内核中的命令；依次执行命令:make dep,make clean,make all,建立文件依赖关系,清除旧文件,编译内核,生成内核image；5)修改Linux配置文件将上述步骤生成的image文件下载到SoPC中，正常登陆Linux系统,修改inittab文件,直接启动shell；自动运行应用程序:修改rc文件,在此添加应用程序的命令,启动后运行该命令；去掉customize Vendor/User Setting中Core Applications下的agetty选项和init选项,重新编译内核,使修改写入Linux的文件系统中；6)使用SD卡启动Linux将硬件比特流文件和image.elf制作成ACE文件,复制到SD卡中,配置SD卡启动Linux，将SD卡分区和格式化,然后挂载此文件系统,步骤如下:(1)将SD卡挂载到Linux系统中,运行命令fdisk/dev/sda把SD卡分成3个区,第一分区存放system.ace文件；第二分区为Linux Swap交换分区,第三分区存放根文件系统；(2)Linux下格式化第三分区为ext2文件系统,运行命令:mke2fs/dev/sda3；在/etc/fstab下输入命令:/dev/sda3/mnt/rootfs auto defaults,user,noauto 0 0；挂载该目录:mount/mnt/rootfs,把根文件系统rootfs拷贝到SD卡的该分区上；(3)Windows下格式化第一分区为FAT32文件系统,把system.ace复制到这个分区；(4)Linux下格式化第二分区为交换分区,运行命令:mkswap/dev/sda2。(5)就绪后,插入SD卡,开启电源,从SD卡启动Linux。...

【技术特征摘要】
1.一种移植嵌入式系统并在SD卡启动的方法，包括以下步骤：1)建立交叉编译环境采用交叉编译的方法,在宿主机上对内核和应用程序进行编译,生成目标机处理器可执行的二进制位流文件,将此文件下载到目标机运行；针对软核微处理器建立交叉编译器,运行source./settings.sh脚本,自动建立交叉编译环境；2)建立硬件平台为每个应用工程建立一个文件夹,保存该工程的硬件配置，选择相应的硬件平台,内核就会读取该工程文件夹下的配置文件。使用Linux-newplatform命令建立硬件平台,运行makemenuconfig命令,在Vendor/ProductSelction选项中选择该硬件平台，将在EDK下生成的配置文件转换成Linux可以识别的格式，在工程文件夹下运行Linux-copy-autoconfig命令,自动完成格式转换,并拷贝配置文件到已选择的工程文件夹下；3)添加自定义设备驱动将自定义IP核添加到Linux配置中。主要步骤是:首先使设备初始化函数ddc.c与内核配置相关联；然后使设备驱动程序ddc_adapter.c与内核配置相关联；最后修改设备驱动程序所在目录下的Kconfig文件,使配置内核时可以选择该设备驱动，由此在配置Linux内核时选择自定义的设备驱动；4)配置Linux内核运行图形编辑工具makemenuconfig命令,对内核和系统环境进行配置。在内核配置的设备驱动选项中,选择与系统的硬件配置一致的硬件设备驱动，具体配置以下几项:[Blockdevices]块设备选择；[Miscdevice]混杂设备选择；[Networkdevicesupport]网络设备选择；[Characterdevices]字符设备选择；挂载DOS文件系统的SD卡，自动进入系统环境配置，包括以下几项:[SystemSettings]系统设置；[CoreApplications]内核应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：周倩，
申请(专利权)人：北京君泊网络科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11