基于 ARM9的嵌入式 L i nux移植

### 基于ARM9的嵌入式Linux移植 #### 一、系统概述 随着信息技术的进步，嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用，包括移动计算设备、网络设备、工控设备、信息家电以及仪器仪表等领域。传统的开发方法往往侧重于硬件层面的操作，这导致开发者难以专注于应用程序的开发，进而影响产品开发周期和市场投放时间。因此，针对特定硬件平台移植操作系统成为系统开发中的关键步骤之一。 本文以基于ARM9核心的AT91RM9200系统为例，详细阐述了Linux操作系统的移植过程。Linux以其高度可定制性和开源特性，在嵌入式操作系统市场上占据了主导地位，超越了其他竞争者如VxWorks、pSOS、Nucleus和Windows CE等。 #### 二、系统硬件结构 ##### 1. AT91RM9200 微处理器 AT91RM9200是一款由Atmel公司生产的工业级ARM9处理器，集成了ARM920T处理器内核，主频可达180MHz，性能高达200MIPS。该处理器内置16kB SRAM和128kB ROM，支持外部总线接口（EBI），可用于SDRAM等存储器扩展，并提供了7个外部中断源、1个快速中断源和4个32位PIO控制器，最多可支持122个可编程I/O端口。此外，AT91RM9200还内置有10/100Mbps Ethernet MAC接口、USB 2.0全速主机端口与设备接口，以及其它常用外部接口。 ##### 2. 系统结构 - **电源和晶振模块**：主控板采用12V/5V两套电源供电方案，其中AT91RM9200工作电压为3.3V/1.8V。为了满足这一需求，5V输入电压需经过两次DC-DC转换为系统提供所需的工作电源；12V输入电压则通过一次DC-DC转换变为5V电压。AT91RM9200使用18.432MHz/32.768kHz两种晶振，其中18.432MHz为主时钟，经过内部倍频处理后达到209MHz；32.768kHz慢时钟用于启动过程。 - **存储器模块**：系统配置了4MB Flash存储器用于存放嵌入式操作系统、应用程序以及系统掉电后需要保存的数据；16MB SDRAM用作运行内存。 - **网络模块**：提供10/100Mbps标准RJ45以太网接口。 - **串口**：AT91RM9200提供了4个USART，其中USART0设计为RS232通信口，使用MAX3222作为RS232接口芯片；USART2用于GPS通信，同样采用RS232通信标准；DB2GU端口用于与主机通信进行系统调试和编程；USART1为预留接口。 - **RTC 模块**：实时时钟（RTC）用于提供精确的时间信息，支持年、月、日、时、分、秒以及星期的显示，并可在掉电状态下继续工作。 - **LCD 和键盘模块**：配备LCD显示屏和键盘，用于显示图片、时间等系统信息。 #### 三、系统软件架构 ##### 1. 系统软件组成 - **Bootloader**：负责初始化硬件环境，加载并运行操作系统内核。 - **Linux 内核**：基于ARM9的Linux内核是整个系统的核心，它提供了必要的驱动程序和支持服务。 - **Root 文件系统**：包含了系统运行所需的文件和程序。 - **应用程序**：用户自定义的各种应用程序和服务。 #### 四、Linux内核移植过程 1. **Bootloader的选择与配置**：根据硬件平台的特点选择合适的Bootloader，例如U-Boot，并对其进行配置以适应AT91RM9200的具体需求。 2. **Linux内核配置**：根据目标硬件平台的要求，配置Linux内核以支持必要的硬件驱动和服务。 3. **交叉编译工具链的搭建**：构建适合目标平台的交叉编译环境。 4. **内核编译与烧录**：使用配置好的内核编译脚本编译内核，并通过串口、网口或JTAG接口将内核烧录到目标板上。 5. **根文件系统的构建**：构建包含所有必需文件和库的根文件系统，并将其压缩打包以便加载。 #### 五、结论 通过上述步骤，成功实现了基于ARM9的嵌入式Linux系统移植。该系统不仅成本低廉，而且稳定性高、通用性强，适用于多种工业应用场合。这种移植方法为嵌入式系统的开发提供了参考，有助于缩短产品开发周期，提高市场竞争力。