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2022-11-29
更新時間:2022-04-03 14:38:23作者:佚名
嵌入式系統(tǒng)是指計算機硬件和軟件的集合體,嵌入式Linux系統(tǒng)就是利用Linux其自身的特點和優(yōu)勢把它應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中。本文主要介紹嵌入式系統(tǒng)的概念和Linux系統(tǒng)做嵌入式的優(yōu)勢,具體分析嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)與優(yōu)化,從而促進(jìn)嵌入式Linux系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性的運行。
嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機器和設(shè)備運行的裝置”一般是指以應(yīng)用為中心,以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對動能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也取得了巨大的成績,在各行各業(yè)中,運用嵌入式計算與嵌入式系統(tǒng),都有效的推動了各行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步,具有廣闊的應(yīng)用情景。
一、嵌入式操作系統(tǒng)
嵌入式操作系統(tǒng)EOS(Embedded Operating System)是一種用途廣泛的系統(tǒng),隨著信息化技術(shù)的發(fā)展,嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用不斷的推廣和深入發(fā)展,有效促進(jìn)了嵌入式系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性的運行。目前,應(yīng)用比較常用的嵌入式操作系統(tǒng)主要有:Linux、VxWorks、Windows CE.net等。具有通用操作系統(tǒng)的基本特點,并且能夠有效的管理復(fù)雜的系統(tǒng)軟件,是嵌入式系統(tǒng)中重要的組成部分。在這些常用的嵌入式操作系統(tǒng)中Linux以其自身的特點和優(yōu)勢,在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用范圍最廣,市場最深入。
二、嵌入式Linux系統(tǒng)的優(yōu)勢
嵌入式Linux系統(tǒng)就是利用其優(yōu)勢,在嵌入式系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的影響力。嵌入式Linux系統(tǒng)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下的幾個方面:第一,嵌入式Linux的進(jìn)一步發(fā)展使它嵌入式微處理器結(jié)合更加的緊密,適應(yīng)現(xiàn)代軟硬件無縫結(jié)合的趨勢。第二,Linux的內(nèi)核小、效率高、內(nèi)核更新速度快,在市場應(yīng)用中以其免費性和功能強大性在市場中占據(jù)優(yōu)勢。第三,Linux適用于多種CPU和多種硬件平臺,是一個跨平臺的系統(tǒng),在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用使用范圍廣泛。第四,Linux內(nèi)核采用模塊化設(shè)計,針對性強,能夠更加適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。第五,Linux具有固有的模塊性,適應(yīng)性和可配置性強。第六,Linux提供多種圖形用戶界面系統(tǒng)。
三、嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程
嵌入式系統(tǒng)是有針對性的開發(fā)和應(yīng)用的,所以,一方面它在追求速度、性能和美觀的同時更加注重的是嵌入式設(shè)計能夠滿足應(yīng)用的需求。嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程從嵌入式設(shè)計功能、性能、成本、穩(wěn)定性和可靠性等各個方面來綜合考慮和探討,促進(jìn)嵌入式系統(tǒng)的各個部分能夠有效的融合,相互作用,從而提高嵌入式系統(tǒng)的整體優(yōu)勢。
首先,建立開發(fā)環(huán)境。嵌入式系統(tǒng)的硬件資源有限,在開發(fā)上需要建立相應(yīng)的交叉開發(fā)調(diào)試環(huán)境,以滿足嵌入式系統(tǒng)上的內(nèi)核和應(yīng)用程序的需求。目前,常用的交叉開發(fā)調(diào)試環(huán)境主要有開放和商業(yè)兩種類型。
其次,內(nèi)核移植與定制。Linux內(nèi)核采用模塊化的設(shè)計,具有固定的模塊性,能夠針對嵌入式系統(tǒng)的需求,定制相應(yīng)的內(nèi)核模塊大小。為了能夠更加的適應(yīng)系統(tǒng)的硬件平臺,Linux系統(tǒng)必須要進(jìn)行移植,如:結(jié)構(gòu)級移植、平臺層次級移植以及搬級移植。
最后,設(shè)計文件系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)中,F(xiàn)lash的空間有限,為了能夠適應(yīng)程序的需要,就必須對Linux文件系統(tǒng)進(jìn)行裁剪,以滿足系統(tǒng)的需求大小。Root文件系統(tǒng)必須包括基本的文件和目錄,在嵌入式系統(tǒng)中,可以借助busybox來構(gòu)建文件系統(tǒng),減少空間占有率。
四、嵌入式Linux系統(tǒng)的優(yōu)化
Linux系統(tǒng)以其自身的優(yōu)越性和獨特性在嵌入式系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用和推廣,隨著嵌入式操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展和改進(jìn),Linux系統(tǒng)為了能夠保障自身的優(yōu)勢,就必須在系統(tǒng)上加以改善,根據(jù)嵌入式產(chǎn)品的特點,對系統(tǒng)內(nèi)核和應(yīng)用程序進(jìn)行優(yōu)化,提高嵌入式Linux系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的影響力。
?。ㄒ唬┘涌煜到y(tǒng)啟動,減少Linux內(nèi)核啟動時間。Linux內(nèi)核每次在啟動的過程中都需要通過calibrate_de-lay函數(shù)計算loops_per_jiffy(Lpj)的值??梢酝茢喑銮度胧较到y(tǒng)啟動時所用的時間為250ms。所以為了能夠有效的對Linux系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,在啟動時可以直接設(shè)置LPJ=就可以了。同時當(dāng)RAM空間處于空置時可以直接采用預(yù)讀方式加快系統(tǒng)的啟動速度。當(dāng)然,還可以Flash讀取、解壓內(nèi)核等時間方面考慮,采取一些有效的方法,減少系統(tǒng)啟動時間。
減少內(nèi)核體積和內(nèi)存占用。Linux系統(tǒng)本身內(nèi)核就具有模塊性,根據(jù)系統(tǒng)需求裁剪,在一定程度上就節(jié)省了內(nèi)存和空間。在嵌入式Linux系統(tǒng)中,減小Linux內(nèi)核體積,降低內(nèi)存占用可以采取以下的幾種方法:第一,刪除生產(chǎn)環(huán)節(jié)中不必要的內(nèi)核信息。第二,使用Slob有效的分配內(nèi)核空間。第三,刪除嵌入式系統(tǒng)中不常用的功能。第四,采用內(nèi)核XIP減少內(nèi)核使用的RAM空間。減小應(yīng)用程序的體積和內(nèi)存占用。第一,選擇正確的連接方式,能夠有效的減少應(yīng)用程序的體積。第二,使用Strip命令來刪除沒有意義的調(diào)試符號。第三,簡化代碼,提高速度。
嵌入式Linux操作系統(tǒng)為整個嵌入式系統(tǒng)發(fā)展提供了一個新的方面,有效的促進(jìn)了嵌入式系統(tǒng)穩(wěn)定、高效的運行,對于各行各業(yè)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣都具有十分重要的意義。本文主要就Linux系統(tǒng)的優(yōu)勢和開發(fā)流程以及優(yōu)化進(jìn)行闡述,促進(jìn)Linux系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的發(fā)展和應(yīng)用。