本文從軟硬件兩方面介紹了構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺的基本思路，并給出了一套實現(xiàn)方案。該平臺硬件部分低成本、擴展性強、升級方便；軟件部分功能豐富，操作系統(tǒng)內(nèi)核基于開放源代碼的mclinux系統(tǒng)，成熟穩(wěn)定，gui支持中文。

　　我們從硬件/軟件協(xié)同設計的角度出發(fā)，構(gòu)建和實現(xiàn)了一套基于linux系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺，包括硬件設計平臺和軟件開發(fā)平臺兩部分。利用該平臺可以方便地進行有關(guān)嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)，是一套廉價而全面的解決方案。

硬件設計平臺

　　硬件平臺由基本系統(tǒng)(包括cpu和存儲器)加上外圍接口電路模塊構(gòu)成�；鞠到y(tǒng)為操作系統(tǒng)內(nèi)核提供一個最小的調(diào)試和運行環(huán)境，外圍接口模塊包括目前應用較為廣泛的多種硬件接口電路，如lcd液晶顯示模塊、觸摸屏模塊、cf卡模塊、usb模塊、以太網(wǎng)模塊、ic卡模塊等，可以方便地根據(jù)開發(fā)者的需求進行選擇使用。

　　目前，硬件平臺基于摩托羅拉公司的dragonball ez328(16mhz)微處理器，主要配置包括8mb edo dram、4mb flash、320×240像素單色lcd、6個輸入按鍵、一路rs232接口、一路10m以太網(wǎng)接口等。ez328是一款得到了廣泛應用的32位嵌入式微處理器，內(nèi)部集成了大量的功能模塊，并且具有較強的擴展能力。ez328取消了內(nèi)存管理單元(mmu),降低了硬件成本及運行功耗。ez328所支持的引導模式也極大地方便了系統(tǒng)的調(diào)試。在我們的開發(fā)板上，只要驅(qū)動ez328的emubrk引腳為低電平并執(zhí)行系統(tǒng)復位，就可使ez328進入引導模式,其內(nèi)建的引導程序就會開始運行，初始化芯片上集成的uart控制器并準備接收數(shù)據(jù)。這樣開發(fā)者就可以通過uart控制器寫寄存器來初始化開發(fā)板，然后下載程序到開發(fā)板的ram和flash中運行調(diào)試。同時，硬件平臺cpu可方便地升級到vz328(主頻33mhz，ez328的后續(xù)產(chǎn)品)。而且，在ez328硬件平臺上開發(fā)的軟件幾乎不需要修改就能使用在vz328和coldfire系列微處理器上，具有很廣的適用面。coldfire微處理器主要應用于互聯(lián)網(wǎng)設備、lan電話技術(shù)、低端網(wǎng)絡控制、工業(yè)控制、圖像和存儲等等。

軟件開發(fā)平臺

　　軟件平臺由嵌入式linux操作系統(tǒng)、嵌入式圖形用戶界面(gui)、gnu交叉編譯調(diào)試工具組成。其中嵌入式linux操作系統(tǒng)包括嵌入式linux內(nèi)核，rom/ram文件系統(tǒng)。選用linux是因為linux高度模塊化，容易定制，具有很高的可移植性。

　　軟件平臺所實現(xiàn)的嵌入式linux系統(tǒng)內(nèi)核是在mclinux系統(tǒng)的基礎(chǔ)上移植而來的。它是專門面向沒有mmu的cpu的linux操作系統(tǒng)，并且專為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作，得到了廣泛的應用，新型的藍牙網(wǎng)絡設備也采用了mclinux操作系統(tǒng)。mclinux作為一個高度優(yōu)化的、代碼緊湊的嵌入式linux，雖然體積很小，但仍然保留了linux的大多數(shù)優(yōu)點：穩(wěn)定、良好的移植性，優(yōu)秀的網(wǎng)絡功能，完備的對各種文件系統(tǒng)的支持，以及標準豐富的api。在我們的開發(fā)平臺上，移植的操作系統(tǒng)內(nèi)核大小約400kb，提供了通用linux api和完整的tcp/ip 協(xié)議棧，實現(xiàn)了對nfs、ext2、romfs、jffs文件系統(tǒng)的支持。

　　gui采用了microwindows，具有中文本地化支持，包括gb2312 等字符集的支持，中文輸入法等等。在其上又開發(fā)了基于fltk的嵌入式gui圖形包，提供了比較完善的圖形功能，如對菜單、按鈕、滾動條等多種gui控件的支持。

　　采用這種圖形包，我們已開發(fā)出大小僅1mb的嵌入式中文web瀏覽器，并且正在集成清華文通的中文手寫輸入軟件。

　　交叉編譯調(diào)試工具采用通用的linux開發(fā)套件—gnu開發(fā)套件，包括了一系列的開發(fā)調(diào)試工具。主要組件有：

　　● gcc—編譯器，可以做成交叉編譯的形式，即在宿主機上開發(fā)編譯目標板上可運行的二進制文件。

　　● binutils—輔助工具，包括objdump(可以反編譯二進制文件)，as(匯編編譯器)，ld(連接器)等等。

　　● gdb—調(diào)試器，可使用多種交叉調(diào)試方式，包括使用串口和以太網(wǎng)調(diào)試。

開發(fā)環(huán)境

　　本嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺的gnu開發(fā)套件運行于桌面linux操作系統(tǒng)。開發(fā)者首先使用gcc和gdb編譯和調(diào)試bootloader程序；再通過串口將宿主機和目標板連接起來，使ez328進入引導模式，通過一個簡單的perl程序?qū)⒄{(diào)試好的bootloader程序下載到目標板的ram中，作為monitor監(jiān)控程序，同時在宿主機上啟動minicom和它進行串口通信，對linux內(nèi)核及驅(qū)動進行下載和調(diào)試；一旦linux內(nèi)核在目標板上運行并初始化以太網(wǎng)接口，再由網(wǎng)線將宿主機和目標板連接起來(如圖２所示)。通過以太網(wǎng)，開發(fā)者可以使用nfs文件系統(tǒng)安裝上宿主機的硬盤，這樣目標板就可以通過以太網(wǎng)對宿主機的硬盤直接進行操作，不需下載即可調(diào)試程序；若linux內(nèi)核啟動了遠程登錄服務，開發(fā)者還可以登錄到目標板上調(diào)試應用程序。

結(jié)語

　　嵌入式系統(tǒng)具有集成度高、體積小、反應速度快、智能化、穩(wěn)定性高及可靠性強等特點，應用十分廣泛。追蹤國外嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的先進技術(shù)，根據(jù)國情研發(fā)自己的嵌入式系統(tǒng)軟硬件平臺