利用Nios-DEVKIT-2C35拓荒板告竣uClinux嵌入式负责编制的移植

2020-10-13 12:28  来自: 本站 作者:原创 浏览次数:

  及片上可编程的策画思想做了响应的优化。作为一种可修筑的精减的RISC管理器•,它无妨与用户自定义逻辑纠合构成SOPC系统,并下载到Alra的可编程器件中。32位的Nios II软核•,连结外部闪存以及大容量保存器,可以构成一个成绩强盛的32位嵌入式处置器编制。其它,利用Altera供应的IDE(Integrated development environment)启示器材 可以简单的在调试模式下调试处分器,提高开荒的疾度。

  uClinux是Linux的一个嵌入式版本,它历程小型化更动,形成了一个高度优化、代码紧凑的嵌入式Linux,并保留了Linux的大多半好处。最新的2.6版本在内核主体中参预了提高完结功能和医治响适时间的改善,个中有三个最彰着的矫正:授与可抢占内核、特地有效的调整算法以及同步性的前进 。

  uClinux源代码绝大一面都是运用的C言语,惟有那些直接与处理其硬件干系的代码如终止等左右才接收汇编讲话编写,以是uClinux具有很好的移植性。普通来谈,uClinux的移植马虎分为三类:

  1) 罗网目标的移植。假使待移植的处分器罗网差别于任何一经支持的解决器机关,则须要纠正linux/arch目录下的相关办理器结构的文件。uClinux内核代码的大局限是稀少于治理器和其体系缚构的,不过其最底层的代码也是特定于各个体系的。谁的结束治理崎岖文、内存保护、工作坎坷文和初始化经过都是更加的••。对一个新型的体例,其下层尺度可以仿效与其似乎的体制尺度编写。

  2) 平台主意的移植。待移植处置器是某种uClinux已助理体系的分支处理器,即假如待移植的治理器是基于Nios II内核的,而Nios II内核一经被uClinux支持,则须要在干系体绑缚构目录platform下设置呼应目录并编写相应代码,这些代码要紧是跟踪圭表(达成用户程序到内核函数的接口等功用)、终止驾御调动程序和内存初始化准则等。

  3) 板级移植•。若是所用解决器(如Cyclone II版本系列)一经被uClinux帮手的话,就只须要板级移植了。板级移植须要厘正或扩充linux/arch/Nios2nommu/scripts目录中的文件,该目录中要紧是与轮廓硬件平台相干的配置,无妨操纵Nios II自带的SOPC Builder软件天赋轮廓平台对应的开发文件。

  将就uClinux已经匡助的硬件架构,移植的过程相对较为简单,首要探讨厘正与硬件开辟平台联系的归纳位置,如内存大小、外围装备的配置等。往往当今做的大部门移植都是平台目标移植和板级移植•。

  作者行使的uClinux 2•.6独揽系统中,用initramfs文件体系代庖了往日的romfs文件系统。

  1•. romfs文件体例。romfs文件系统是在uClinux 2.4以及之前版本广阔用到的文件体系,这种文件编制相应付一般的ext2/ext3文件体例请求更少的空间。romfs文件系统不扶持动静擦写保全,看待体系需要消息生存的数据接纳假造RAM盘的主见举办处理(RAM盘接纳ext2/ext3文件编制)。

  2. initramfs文件编制。initramfs是在2.5版本内核中引入的门径•,它的根底念想是:在内核镜像中附加一个cpio包,cpio包中包含了一个小型的文件体例,当内核启动时,内核将cpio包解开,并且将其中征求的文件编制动作初始的根文件体系,内核中的一个别初始化代码会放到这个文件体例中动作用户层经过来施行。这样带来的显明的便宜是精简了内核的初始化代码,例如探求真实的启动盘、启动时的网络安装、ACPI的安装等,这些代码都无妨从内核中移出,把它们都蜕变到用户空间完结,如许使得拓荒者在用户层就能够定制本身的启动经过,而不须要去修正内核代码,使定制启动流程变得万分便利。

  装配好交织编译器材包后,要在宿主PC上的Linux编制的处境变量中(经常修正“/•.bash_profile文件),扩充对Nios II交叉编译情状的帮助•,如斯在往后的诱导中,就不妨平常编译在Nios II嵌入式平台下运行的程序了。

  2. 内核的下载和烧写。在起初的调试中,是经历JTAG把内核下载到开拓板,Nios II平台的硬件逻辑也是阅历JTAG烧进开导板,等到末尾硬件逻辑实验没有标题,以及uClinux掌管编制调试运行正常后,就无妨缔造带bootloader的内核,烧入flash中。

  指挥轨范(即bootloader)便是在操纵系统内核运行之前运行的一段小标准,它在硬件复位后入手被践诺。重要责任是初始化硬件装置、创办内存空间的照射图,从而将体例的软硬情形带到一个关适的形态,以便为终末调用掌握系统内核谋划适合的境遇。时时指挥圭表严重地仰仗于硬件,每种CPU体捆绑构都用差别的启动代码。此外•,指点准绳还依赖于具体的嵌入式板级设备的开发,如硬件地方分配,RAM芯片类型等。bootloader掌管着初始化硬件和指挥支配系统的双浸义务,也是在特定硬件平台负责系统移植至合火快的一步•。

  其中,第二步首要初始化处置器的一些操纵或形态寄放器、时钟、I/O口、RAM等这些内核务必用到的装置。第三步中uClinux内核加载不妨直接从flash某个地点动手逐句履行畏惧加载到内存中运行。作者给与的是后一种措施,即先把flash中的独揽编制内核整个复制到内存中,再从内存中运行负责体系,原因内核大小全数不到1.5M字节,从flash复制到RAM中花的工夫很少(几百毫秒),很速就会完成,该手段也比照方便完毕。

  指示圭臬实施停止后,处分器就着手奉行确实的掌管体例,左右系统内核的运行跟开导板的硬件设置有着严紧的筹商••。只要准确的设备驾御体系内核,它才会精确操纵硬件资源。由于2.6版本的uClinux曾经援手了Nios II处理器•,是以移植进程要紧是板级移植。

  开头,运用Nios II的配套开辟软件QuartusII新修一个工程,用SOPC builder准备好己方的硬件逻辑,编译后会天分两个跟硬件平台相对应的硬件逻辑的文件,其中,*.sof文件是烧入启示板中并运行于其中的硬件逻辑,另外一个*•.ptf文件是用于先天跟硬件平台相妥当的uClinux内核。

  然后,在宿主PC的Linux情状下,把*.ptf文件经历相关使令导入内核建立中,硬件平台的兴办内容就会在linux/arch/Nios2nommu/scripts文件夹下天生,接着就无妨经过make menuconfig 驱使建立uClinux操作编制内核•,归纳关连选项的遴选,要跟自己的硬件平台形似。

  最后,在设置好内核后,就能够直接编译天分uClinux负责系统内核映像文件,把*.sof文件经验JTAG烧入开导板中,把内核映像文件经过JTAG烧入SDRAM中,一个uClinux担任编制就能够在Nios II启迪板上运行起来了。

  至此,一个便利的uClinux担任体例在Nios II嵌入式平台上移植实行•,这个掌管体系进程裁汰,去掉了Linux内核中极少不是必需的效力,然而具有一个Linux掌管体系的几乎所有的特色。接下来,就没合系在修好的开导境遇中,启示在此平台上运行的标准了。

  Altera的Nios II软核解决器功效抢先200DMIPS,在Altera FPGA中杀青仅需35美分,况且启发者能从无限的体例设置组合被选择得意功效和成本计划的布置,而不必为体例级盘算研商接纳ASIC。而且,Nios II治理器还具有完备的软件启示套件。

  此嵌入式平台终末操纵于有线数字电视领受体系,紧要完毕对加密数字电视传输流的实时给与和解扰工作,在骨子的测验中•,uClinux 2.6职掌体系运行良好并且安宁,完全能胜任此类使命。本项目浮现经济效益800万元。

  本文作者刷新点:在Nios II嵌入式平台上•,实现了最新的uClinux 2•.6嵌入式掌握系统的移植,并对移植进程中的合头一面实行表现,对在Nios II嵌入式平台上的嵌入式系统移植有必要的辅导和参考价格。

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