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嵌入式 Linux 系統介紹

嵌入式 Linux 系統介紹. 實習規範. 目的 規格 關聯 背景需求 設備需求. 目的. 瞭解嵌入式 Linux 系統架構和一個完整的開發環境包含了拿些應用工具，並針對除錯、編譯等 … 開發環境一一說明。. 技術背景 - 設備需求. 技術背景需求 具 C 語言程式設計基礎 設備需求 H/W requirements : PC Host ， COM port ，網路 Hub ， Creator XCsale-PXA270 Development Kit S/W requirements :

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嵌入式 Linux 系統介紹

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Presentation Transcript

  1. 嵌入式Linux系統介紹

  2. 實習規範 目的 規格 關聯 背景需求 設備需求

  3. 目的 • 瞭解嵌入式Linux系統架構和一個完整的開發環境包含了拿些應用工具，並針對除錯、編譯等…開發環境一一說明。

  4. 技術背景-設備需求 • 技術背景需求 • 具 C 語言程式設計基礎 • 設備需求 • H/W requirements : • PC Host，COM port，網路Hub， • Creator XCsale-PXA270 Development Kit • S/W requirements : • Linux for Creator XScale-PXA270 user guide：檔案在Linux for Creator XScale-PXA270光碟中Linux\Doc路徑下。 • Create-XScale-PXA270 User’s Guide。 • 通訊軟體：例如Windows的超級終端機

  5. 實習系統概論 簡介 系統架構 電路架構 程式流程

  6. 簡介 本章實習的主要內容，在於說明何謂Embedded Linux系統、架構及其開發環境，所以將針對下列幾點加以說明： • 說明嵌入式系統為何，及Embedded Linux系統的優缺點和應用範圍。 • 說明Embedded Linux系統架構。 • 說明CreateXScale-PXA270嵌入式系統發展工具解決方案，包含如下三個部分： • Windows Host端—除錯環境 • Linux Host端—編譯環境 • Linux Target端—Target Board

  7. Window Host Ethernet CodeLyzer Print port Domingo ICE / JTAG TFTP Server Linux Host Linux target TFTP Client Samba Server mtdd/gdbserver Linux Kernel Source Flash: Linux kernel RootFS NFS Server port / mount 系統架構

  8. 電路架構

  9. 基礎知識 嵌入式系統導覽 Embedded Linux架構 完整的嵌入式系統發展工具解決方案 Windows Host端─除錯環境介紹 Linux Host端─編譯環境介紹 Linux Target端─Target Board介紹 Linux Target端和Windows Host端接線說明

  10. 嵌入式系統導覽 • 常見的嵌入式作業系統 • MS-DOS • Windows CE • Palm OS • EPOC • Symbain OS • 即時嵌入式系統 • Embedded Linux • 常見的嵌入式硬體 • X86架構 • ARM架構 • MIPS架構 • PowerPC架構 • 其他：m68k、8051..等等

  11. 嵌入式系統導覽(cont.) • 嵌入式Linux的應用範圍 • PDA • Web PDA • Set-Top-Box • Cell phones and web phones • 各樣網路相關Box • Embedded Linux的優點 • 開放原始碼，模組化設計 • 高度穩定性 • 強化的網路功能 • 可以跨越各種硬體平台 • 應用軟體眾多

  12. Embedded Linux架構

  13. Linux Kernel architecture • Architecture of a generic Linux system Ref. [3]

  14. 完整的嵌入式系統發展工具解決方案 • 一個完整的嵌入式系統發展工具解決方案包含，如下： • 線路實體模擬器(In-Circuit Emulator，ICE)、 • 系統發展板(Evaluation Board)、 • 應用程式整合開發除錯工具(Debugger) • 編譯器(Compiler) • Creator-XScale-PXA270嵌入式系統 • 開發環境的稱謂

  15. Window Host Ethernet CodeLyzer Print port Domingo ICE / JTAG TFTP Server Linux Host Linux target TFTP Client Samba Server mtdd/gdbserver Linux Kernel Source Flash: Linux kernel RootFS NFS Server port / mount 完整的嵌入式系統發展工具解決方案(cont.) • Creator-XScale-PXA270嵌入式系統架構圖 • Linux Host端為獨立PC模式

  16. Ethernet CodeLyzer Printport Domingo ICE/JTAG TFTP Server Virtual Machine Linux Host Linux target TFTP Client Samba Server mtdd/gdbserver Linux Kernel Source Flash: Linux kernel RootFS NFS Server port/mount 完整的嵌入式系統發展工具解決方案(cont.) • Linux Host端為Virtual Machine模式

  17. 完整的嵌入式系統發展工具解決方案(cont.) • Linux Host端：提供編譯環境 • Linux Host端：扮演開發系統中的編譯環境部分，因為是用GNU的compiler所以需要安裝Linux作業系統，。 • 目的是用來製作和編譯要放在Linux Target端的Boot loader、Embedded Linux Kernel、root filesystem等…image檔。 • Samba Server：建立Linux Host端Samba Server分享目錄的網路磁碟機。以達到Linux Host端和Windows Host端的檔案資源共享。 • NFS Server：Linux Target端掛載Linux Host端NFS server分享的檔案系統。以達到Linux Host端和Linux Target端的檔案資源共享。

  18. 完整的嵌入式系統發展工具解決方案(cont.) • Windows Host端：提供除錯環境 • Window Host端：扮演開發系統中的除錯環境部分，所以安裝Domingo for Linux及CodeLyzer這兩個除錯軟體。 • Domingo for Linux：提供Embedded Linux Kernel及Device Driver的除錯。 • CodeLyzer：提供Embedded Linux User Application的除錯。 • Virtual Machine：利用Virtual PC或VMware軟體，建立一個虛擬空間並安裝Linux Host端的作業系統 • Linux Target端： • 提供EmbeddedCreator-XScale-PXA27 Target Board，新華電腦所提供的Creator開發學習版。

  19. Windows Host端─除錯環境介紹 • Embedded Linux核心除錯工具 • 列印訊息法(printk) • 訊息記錄(klogd/syslogd) • 查詢除錯法(proc) • Domingo for Linux • Embedded Linux應用程式除錯工具 • 列印訊息法(printf) • 記憶體配置除錯(memwatch/YAMD) • 系統呼叫追蹤(strace) • GDB/Insight • CodeLyzer

  20. Windows Host端─除錯環境介紹(cont.) • Domingo for Linux 一套整合開發、驗證、燒錄及除錯的整合開發除錯軟體，其主要的功能說明如下： • 整合操作視窗 • 提供使用ICE硬體資源時的設定管道 • CPU資源之觀察及修改 • 待發展程式之觀察，修改及執行 • 組合語言及高階語言除錯 • Nor/Nand Flash燒錄功能 • 在Embedded Linux系統中，提供針對Linux Kernel及Device Driver的除錯

  21. Windows Host端—除錯環境介紹 (cont.) • 除錯軟體—Domingo for Linux介面介紹

  22. Windows Host端─除錯環境介紹(cont.) • CodeLyzer 一套針對Embedded Linux中User application的除錯軟體，其主要的功能說明如下： • 提供視窗化的整合除錯資訊 • 在Embedded Linux系統中，提供針對user application的除錯 • 提供multi-process的除錯模式 • 提供multi-thread的除錯模式 • 提供變數、中斷點、記憶體、程式等…除錯視窗

  23. Windows Host端—除錯環境介紹 (cont.) • 除錯軟體—CodeLyzer介面介紹

  24. Linux Host端─編譯環境介紹 • 安裝Linux作業系統 • 獨立的PC安裝Linux作業系統 • 在Windows Host上安裝Linux作業系統 • Embedded Linux Kernel Image的編譯和驗證 • 安裝Tool Chain—GCC(GNU Cross Compiler Tool Chain) • Embedded Linux Kernel程式碼版本

  25. Linux Host端—編譯環境介紹 (2) • Virtual PC • VMware

  26. Linux Host端─編譯環境介紹(cont.) • 編譯Kernel Image • Make menuconfig • Make mrproper • make dep • make clean • make zImage • make modules • make modules_install • make install • 驗證Kernel Image

  27. Linux Host端─編譯環境介紹(cont.) • Bootloader—開機引導程式 • 啟動載入（Boot Loading）模式 • 下載模式（Downloading）模式 • Linux Target端的根目錄檔案系統 • 最起碼的目錄：/dev,/proc,/bin,/etc,/lib,/usr,/tmp。 • 基本的工具程式：sh,ls,cp,mv,etc.。 • 最起碼的組態設定檔：rc,inittab,fstab,etc.。 • 設備檔：/dev/hd*,/dev/tty*,/dev/fd0,etc.。 • Runtime函式庫以提供工具程式所使用之基本功能(functions)。

  28. Linux Host端─編譯環境介紹(cont.) • Samba Server • Network File System的縮寫，意思是“網路檔案系統”，最主要功能，在於提供各種不同硬體架構，不限任何作業系統的電腦，可以透過網路，達到分享彼此檔案的目的 • 我們將利用Linux Host端的這項功能，使得Linux Target端(CreatorXScale-PXA270)可以方便取得製作Linux Host端完成的程式碼，進行測試。

  29. Linux Host端─編譯環境介紹(cont.) • NFS Server • 是延伸自SMB(Server Message Block)的代名詞，其主要功能，在於提供Linux Host端的目錄與Windows Host端進行檔案資料共享。Windows Host端建立一個網路磁碟機對映到Samba Server所分享的目錄。 • 所以Domingo for Linux便可藉由這個網路磁碟機直接取得Linux Host端編譯完成的Kernel image檔。

  30. Linux Target端─Target Board介紹 • Creator嵌入式發展系統母板

  31. Linux Target端─Target Board介紹(cont.) • Creator母版Master和Slave bus的支援

  32. Linux Target端─Target Board介紹(cont.) • Creator-XScale-PXA270嵌入式系統Flash的配置

  33. Carrier ICE Debugger ARM POD External Trigger connector PC Host Current Measurement Module Speaker Creator Microphone CMOS sensor Linux Target端和Windows Host端接線說明 • Windows Host端和Carrier ICE、Target Board的接線圖

  34. To PC Current Measurement Module Pocket ARM ICE Compact Flash Card Speaker Creator Microphone CMOS sensor Power Linux Target端和Windows Host端接線說明(cont.) • Windows Host端和Pocket ARM ICE、Target Board的接線圖

  35. Linux Target端和Windows Host端接線說明

  36. 實習步驟 系統軟硬體設置 實習一：Virtual PC安裝實作說明 實習二： Fedora Core 5.0安裝實作說明

  37. 系統設置 • 系統軟硬體的設置 • 建立Windows Host端、 Linux Host端、 Linux Target端三者之間的硬體環境連結。 • 建立Linux Host端的編譯環境。 • 實作程式碼設置

  38. 實習一：Virtual PC安裝實作說明 • 安裝Virtual PC • 建立New Virtual Machine • Virtual Machine的相關設定 • Virtual Disk

  39. 實習二： Fedora Core 5.0安裝實作說明(1) • 安裝前的建議 Virtual PC在安裝Virtual Machine時，支援’安裝光碟’及’ISO檔’兩種安裝模式，雖然兩種模式都能順利安裝Fedora Core 5.0，但是建議利用’ISO檔’的安裝模式，以減少安裝的時間。

  40. 安裝Fedora Core 5.0 Firewall跟SELinux要設定為Disabled Display的設定： Color Depth設定為”Thousands of Colors” 實習二： Fedora Core 5.0安裝實作說明(2)

  41. 實作開始 操作時間 : 20 min

  42. 習作及參考資料 • 習作Exe_1 • 參考資料 [1] Intel PXA270 Processor Family Developer's Manual [2] RM-033-04-100 : Introduction to Creator XScale-PXA270 [3] RM-033-04-101 : Creator PXA270 experiment environment overview [4] Creator PreSOCes Development Kit User's Guide

  43. Q & A

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