第一章嵌入式系統架構南台科大電子系2005/5/101-1前言S3C4510B是一高性能、低功耗的32位元進階RISC處理器(AdvancedRISCmachine,簡稱ARM)。以ARM為中央處理器所發展出來的低價位高效能Linux平台，可以充分利用Linux的豐富資源，在平台上發展各種應用，目前已支援乙太網路(Ethernet)。Linux提供多種系統功能供應用程式使用，加上Linux跨平台的特性，發展applications可以在一般桌上PC(x86)的LinuxC來發展，經編譯連結產生執行檔之後，再下載至本ARM開發平台上執行即可。圖1-1與圖1-2分別為S3C4510B的功能方塊圖及接腳圖。圖1-1S3C4510B的功能方塊圖1圖1-2S3C4510B的功能方塊圖S3C4510B能外接記憶體，並且安裝具有uCLinux作業系統的核心程式於bank0Flash記憶體內，所以稱之為嵌入式系統(EmbeddedSystem)。目前來說嵌入式作業系統中包含有VxWORKs、PalmOS、WindowsCE、Linux等，但成長最快的非微軟WindowsCE作業系統而首推Linux，其原因如下：開放原始碼、模組化設計Linux除了把原始碼公開以外，任何人都可以自由使用、修改、散佈，而Linux核心本身採模組化設計，讓人很容易增減功能，例如我的平台並不需要藍芽的功能，我只要不把這項功能加入，有需要就加入，不需要就刪除，由於這樣的高的彈性，我們可以調校出最適合我們硬體平台的核心出來。穩定性夠Linux不屬於任何一家公司，但是它的開發人員卻是全世界最多的，每天在全球都有無數的人參與LinuxKernel的改進、除錯、測試，這樣嚴苛的條件造就了穩定度高的Linux。2網路功能強大Linux的架構是參考UNIX系統而來，因此Linux也承襲了UNIX強大的網路功能。跨平台Linux一開始是基於Intel386機器而設計，但是隨著網路的散佈，各式各樣的需求湧現，因此就有許多工程師致力於各式平台的移植，造成了Linux可以在x86、MIPS、ARM/StrongARM、PowerPC、Motorola68k等平台上運作。ARMEmbeddedSystem是將Linux作業系統成功的移植在以ARM處理器為核心的機器上，而其所運作的核心為uCLinux，uCLinux是Linux2.0作業系統的衍生程式，uCLinux精簡了Linux並保留Linux作業系統的穩定度。1-2uCLinux介紹uCLinux是專爲無記憶體管理單元(MemoryManagementUnits；MMU)的微控制器打造的嵌入式Linux作業系統。在uCLinux這個英文單詞中u表示Micro，小的意思，C表示Control，控制的意思，所以uCLinux就是Micro-Control-Linux，字面上的理解就是“針對微控制領域而設計的Linux系統”。uCLinux的內核要比原Linux2.0內核小的多，但保留了Linux作業系統的主要優點--「穩定性」，優異的網路能力以及優秀的文件系統支援。以下幾點對uCLinux作介紹：記憶體管理這部分是uCLinux與傳統Linux區別最大的地方。標準Linux是針對有MMU的處理器設計的。對於uCLinux來說，其設計針對沒有MMU的處理器，即uCLinux不能使用處理器的虛擬記憶體管理技術。由於沒有MMU管理，所以uCLinux對於記憶體的存取是直接的，作業系統對記憶體空間沒有保護，各個進程實際上共用一個運行空間，用戶程式同內核以及其他用戶程式在一個位址空間，程式開發時要保證不侵犯其他程式的位址空間，以使得程式不至於破壞系統的正常工作，或導致其他程式的運行異常。uCLinux的核心程式載入方式uCLinux的核心程式有兩種可選的運行方式：可以在flash上直接運行，也可以載入到記憶體中運行。後者可以減少記憶體需要。1.Flash運行方式：把可執行文件燒到flash上，系統啓動時從flash的某個地址開始逐句執行。這種方法實際上是很多嵌入式系統採用的方法。2.直接載入到記憶體中運行：把壓縮文件存放在flash上，系統啓動時讀取壓縮文件在記憶體裏解壓，然後開始執行，這種方式相對複雜一些，但是運3行速度可能更快（RAM的存取速率要比Flash高）。同時這也是標準Linux系統採用的啓動方式。uCLinux的應用程式庫uCLinux小型化的另一個做法是重寫了應用程式庫，相對於越來越大且越來越全的glibc庫，uCLinux的應用程式庫uClibc