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Linux 系统的嵌式应用

发布时间:2009/2/2 0:00:00 访问次数:460

  尽管linux不是为嵌入式系统设计的,特别不是为实时系统设计的,但是,由于它的模块化结构使其具有良好的裁剪性、丰富的资源和源代码开放的特点,所以还是有人把它应用在嵌人式系统中,并获得了一定的成功。多年来,人们一直在对linux进行修改和改造,并且形成了许多可用于嵌入式实时系统的linux版本。本节重点介绍一些linux的嵌人式修改版本,以使读者了解linux在嵌入式应用特别是实时应用时其弱点之所在以及人们的解决方法,从而更深刻地认识和了解嵌入式实时操作系统的本质及实现方法。

  1.实现实时linux的思路

  在解决linux系统实时性问题的思想方法方面,有如下四个思路:

  ●提高时钟精度,解决中断和调度延时问题;

  ●解决在linux内核不允许调度的问题;

  ●提供对于实时多媒体应用的支持,包括引入新颖的调度算法(网络包调度、进程调度和磁盘调度);

  ●引入新颖的调度框架以及资源管理思想,以更好地支持网络系统中的qos要求。

  2. pclinux

  pclinux是一种由linux 2.0内核发展而来的嵌入式linux版本,是专为没有mmu的微处理器(如arm7tdmi、coldfire等)设计的嵌入式linux操作系统。

  pclinux与linux基本相同,不同的只是对linux的内存管理和进程管理部分进行了改写.以满足无mmu处理器的要求,因为目前大多数嵌入式系统不需要mmu,或者说无法使用mmu。

  尽管大多数内核源代码都被重写,使得pclinux的内核比linux 2.0的内核要小得多,但ptclinux成功地保留了linux操作系统良好昀稳定性、优异的网络功能以及优秀的文件系统支持等主要优点。

  ptclinux系统多采用romfs文件系统,它是一种相对简单、占用空间较少的文件系统。空间的节约来自于两方面:首先内核支持romfs文件系统比支持ext2文件系统需要更少的代 码;其次romfs文件系统相对简单,在建立文件系统超级块(superblock)时需要更少的存储空间。romfs是只读的文件系统,禁止写操作,因此系统同时需要虚拟盘(ramdisk)支持临时 文件和数据文件的存储。

  随着技术的发展,近年来日志文件系统在ptclinux系统上得到了较多的应用,其中以支 持nor flash的jffs、jffs2文件系统和支持nand flash的yaffs最为流行。这 些文件系统都支持掉电文件保护,同时支持标准的mtd驱动。

  从目标系统开发者的角度来看,创建子进程的函数vfork()是ptclinux与标准linux应用程序之间最重要的不同之处,只有对vfork()与fork()两个函数的差异有了详细的了解,才能顺利地完成从linux到ptclinux的程序移植。

  目前,ptclinux已在嵌入式系统中得到了成功的应用,但由于它并不是为了linux的实时性而提出的,因此ptclinux对实时应用的支持方面并不好,从而使得它在嵌人式应用领域备受质疑。因为有些人们认为嵌入式系统必定是实时系统,既然实时性不好,那么,ttclinux就不能叫做嵌入式操作系统。其实不然,在实际应用中确实有些嵌入式系统并不是实时系统,尤其不是硬实时系统。因此,ptclinux在一些没有很强的实时要求的嵌入式系统中的应用还是很优秀的。但这毕竟是pclinux的一个弱点和缺憾。也正是为了弥补这个缺憾,世界上众多的专家和爱好者正在努力地工作着。

  欢迎转载,信息来源维库电子市场网(www.dzsc.com)



  尽管linux不是为嵌入式系统设计的,特别不是为实时系统设计的,但是,由于它的模块化结构使其具有良好的裁剪性、丰富的资源和源代码开放的特点,所以还是有人把它应用在嵌人式系统中,并获得了一定的成功。多年来,人们一直在对linux进行修改和改造,并且形成了许多可用于嵌入式实时系统的linux版本。本节重点介绍一些linux的嵌人式修改版本,以使读者了解linux在嵌入式应用特别是实时应用时其弱点之所在以及人们的解决方法,从而更深刻地认识和了解嵌入式实时操作系统的本质及实现方法。

  1.实现实时linux的思路

  在解决linux系统实时性问题的思想方法方面,有如下四个思路:

  ●提高时钟精度,解决中断和调度延时问题;

  ●解决在linux内核不允许调度的问题;

  ●提供对于实时多媒体应用的支持,包括引入新颖的调度算法(网络包调度、进程调度和磁盘调度);

  ●引入新颖的调度框架以及资源管理思想,以更好地支持网络系统中的qos要求。

  2. pclinux

  pclinux是一种由linux 2.0内核发展而来的嵌入式linux版本,是专为没有mmu的微处理器(如arm7tdmi、coldfire等)设计的嵌入式linux操作系统。

  pclinux与linux基本相同,不同的只是对linux的内存管理和进程管理部分进行了改写.以满足无mmu处理器的要求,因为目前大多数嵌入式系统不需要mmu,或者说无法使用mmu。

  尽管大多数内核源代码都被重写,使得pclinux的内核比linux 2.0的内核要小得多,但ptclinux成功地保留了linux操作系统良好昀稳定性、优异的网络功能以及优秀的文件系统支持等主要优点。

  ptclinux系统多采用romfs文件系统,它是一种相对简单、占用空间较少的文件系统。空间的节约来自于两方面:首先内核支持romfs文件系统比支持ext2文件系统需要更少的代 码;其次romfs文件系统相对简单,在建立文件系统超级块(superblock)时需要更少的存储空间。romfs是只读的文件系统,禁止写操作,因此系统同时需要虚拟盘(ramdisk)支持临时 文件和数据文件的存储。

  随着技术的发展,近年来日志文件系统在ptclinux系统上得到了较多的应用,其中以支 持nor flash的jffs、jffs2文件系统和支持nand flash的yaffs最为流行。这 些文件系统都支持掉电文件保护,同时支持标准的mtd驱动。

  从目标系统开发者的角度来看,创建子进程的函数vfork()是ptclinux与标准linux应用程序之间最重要的不同之处,只有对vfork()与fork()两个函数的差异有了详细的了解,才能顺利地完成从linux到ptclinux的程序移植。

  目前,ptclinux已在嵌入式系统中得到了成功的应用,但由于它并不是为了linux的实时性而提出的,因此ptclinux对实时应用的支持方面并不好,从而使得它在嵌人式应用领域备受质疑。因为有些人们认为嵌入式系统必定是实时系统,既然实时性不好,那么,ttclinux就不能叫做嵌入式操作系统。其实不然,在实际应用中确实有些嵌入式系统并不是实时系统,尤其不是硬实时系统。因此,ptclinux在一些没有很强的实时要求的嵌入式系统中的应用还是很优秀的。但这毕竟是pclinux的一个弱点和缺憾。也正是为了弥补这个缺憾,世界上众多的专家和爱好者正在努力地工作着。

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