1.嵌入式操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

一般情況下分為硬件子系統(tǒng)和軟件子系統(tǒng)；

硬件子系統(tǒng)主要包括：CPU小系統(tǒng)，電源模塊，調(diào)試模塊，時(shí)鐘模塊，接口模塊，復(fù)位和配置模塊；

軟件子系統(tǒng)主要包括：驅(qū)動層，中間層，應(yīng)用層

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2.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

實(shí)時(shí)的本質(zhì)是任務(wù)的處理是可預(yù)測的，也就說在確定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)的處理；實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)的處理。

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分為兩類：硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)：通常是從精度上講，軟實(shí)時(shí)一般大于千分之一秒；硬實(shí)時(shí)一般都是微秒級的。

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3.嵌入式處理器分類

主要分為MCU（C51，AVR），MPU（ARM，MIPS，PPC，X86），SOC，DSP。

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4.嵌入式操作系統(tǒng)

按照實(shí)時(shí)性來分，強(qiáng)實(shí)時(shí)的有Vxworks，uc/OS, OSE；弱實(shí)時(shí)的有WinCE，Linux。

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5.make

主要作用是讀入所有的makefile文件，初始化變量，推導(dǎo)出變量的隱晦規(guī)則，并分析規(guī)則，為所有的文件生成依賴關(guān)系鏈，根據(jù)依賴關(guān)系和文件修改情況，決定什么文件重新生成，然后執(zhí)行生成命令。

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6.makefle的作用

在通常的IDE集成環(huán)境中，不需要makefile，只需要建立好工程就可以了，因此IDE環(huán)境簡單一些；開發(fā)中使用makefile的很大程度上是指定編譯鏈接規(guī)則， 實(shí)現(xiàn)自動化編譯，由于makefile在開發(fā)中需要自己指定，所以相對于IDE要靈活。

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7.GCC開發(fā)工具

由于Linux下是沒有圖形界面的，因此提供了相應(yīng)的開發(fā)工具；

• GCC：編譯工具，主要參數(shù)如下：
• -v：查看編譯器的版本；
• -c：只編譯不鏈接；
• -o：鏈接，適合c文件；
• -g：編譯時(shí)生成調(diào)試信息；
• -gdwarf-2：附帶宏調(diào)試信息；
• -fomit-frame-pointer:
• -o1/2/3:編譯優(yōu)化選項(xiàng)；
• -l:指定頭文件目錄；?
• ld：與makefile結(jié)合使用鏈接目標(biāo)文件；
• objdump：反匯編；
• strip：剝離符號信息，減少目標(biāo)或lib的大小；
• gdb：命令行方式調(diào)試，-g參數(shù)編譯elf可執(zhí)行文件
• ddd：圖形界面

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8.交叉編譯

什么是交叉編譯？在一個(gè)平臺上編譯出來可在另一個(gè)平臺上運(yùn)行的可執(zhí)行代碼，這個(gè)過程叫做交叉編譯，這個(gè)過程要關(guān)注一下平臺使用的硬件架構(gòu)和操作系統(tǒng)。

為什么要使用交叉編譯？主要原因有兩點(diǎn)：1.當(dāng)我們的目標(biāo)機(jī)尚未建立起來，必須借助交叉編譯生成需要的bootloader和內(nèi)核；2.目標(biāo)機(jī)上有限的資源，主要表現(xiàn)在CPU的低性能和非常小的內(nèi)存空間，對于編譯來說，不可能在目標(biāo)機(jī)上構(gòu)建編譯環(huán)境（只工具鏈就會占用很大的空間），因此，就在我們的PC上建立交叉編譯的環(huán)境，以生成在目標(biāo)機(jī)上可執(zhí)行文件。

我們經(jīng)常在windows下面利用VC++編譯和調(diào)試C代碼，最終生成可以在windows下可執(zhí)行的程序；同樣的道理，我們也可以在PC上（不論是windows還是linux）編譯可在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的可執(zhí)行程序，唯一不同的是我們需要安裝相對應(yīng)的交叉編譯工具鏈（cross complication tool chain）。舉例如下：

• 在Windows PC上，利用ADS（ARM 開發(fā)環(huán)境），使用armcc編譯器，則可編譯出針對ARM CPU的可執(zhí)行代碼。

• 在Linux PC上，利用arm-linux-gcc編譯器，可編譯出針對Linux ARM平臺的可執(zhí)行代碼。

• 在Windows PC上，利用cygwin環(huán)境，運(yùn)行arm-elf-gcc編譯器，可編譯出針對ARM CPU的可執(zhí)行代碼。

交叉開發(fā)環(huán)境可以自己建立，也可以采用廠家封裝好的集成開發(fā)環(huán)境，比較典型的集成交叉開發(fā)環(huán)境如下：

• ARM ADS or SDT
• MS E-VC or Windows Mobile
• WindRiver Tornado，用于Vxworks
• TI的CSS，用于DSP；
• Freescale的Codewarrior，用于PPC；
• GCC用于Linux的開發(fā)；

這里注意，創(chuàng)建交叉編譯器的時(shí)候要注意版本匹配問題，特別是Linux，要注意軟件包、Kernel、編譯器三者版本要match；設(shè)置交叉環(huán)境時(shí)，要把Tools和代碼路徑、makefile相關(guān)項(xiàng)都設(shè)置正確。

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如何創(chuàng)建交叉開發(fā)環(huán)境呢？

1.打開目標(biāo)板上的NFS，要求內(nèi)核支持NFS，打開相應(yīng)選項(xiàng)；

2.建立Gdb和Gdb Server；

基于GDB進(jìn)行APP的調(diào)試，調(diào)試命令主要有：?

• File:載入elf文件；
• Run：啟動運(yùn)行；
• List：顯示當(dāng)前的程序和函數(shù)；
• Break：設(shè)置斷點(diǎn)；
• Delete b：刪除斷點(diǎn)；
• Next，step：單步運(yùn)行；
• Continue：斷點(diǎn)停止后繼續(xù)執(zhí)行；
• Bt，backtrace，顯示調(diào)用棧；
• Print，查看變量；
• Display：動態(tài)監(jiān)視變量；

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9.模塊編程

什么是模塊？模塊可以動態(tài)的改變內(nèi)核的功能，這樣做可以提高靈活性，主要用于前期調(diào)試代碼時(shí)添加的調(diào)試模塊；

工具主要有：1. insmod

2.lsmod

3.rmmod

模塊的組成主要包括：內(nèi)核頭文件，模塊加載和卸載的方法，設(shè)備的節(jié)點(diǎn)，File操作數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，open/close/write/read的方法，makefie

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10.Bootloader

含義，boot是與硬件強(qiáng)相關(guān)的，主要是初始化硬件，為kernel的運(yùn)行創(chuàng)造條件；loader是把kernel拷貝到內(nèi)存中，并且跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)地址開始運(yùn)行；bootloader由于和硬件是強(qiáng)相關(guān)的，因此不同的CPU架構(gòu)對應(yīng)著不同類型的bootloader，主要有以下幾種不同的bootloader，如下所示：

Bootloader????????????????????????? CPU?????????????????????????? OS

Grub??????????????????????????????????? X86?????????????????????????? linux，windows

Lilo????????????????????????????????????? X86?????????????????????????? Linux

U-boot??????????????????????????????? ARM，PPC，MIPS?????? Linux，Vxworks，PSOS

Redboot????????????????????????????? ARM?????????????????????????? eCos

Vivi???????????????????????????????????? 三星ARM ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? Linux

Bootrom???????????????????????????? PPC??????????????????????????? Vxworks

Blob?????????????????????????????????? Intel PXA系列?????????????? Linux

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與主機(jī)通信協(xié)議：1.串口：kermit，xmodem，ymodem，速率較慢，適用于網(wǎng)口未初始化，相關(guān)工具主要有SecureCRT，putty；

2.網(wǎng)口：TFTP，NFS，速度很快；

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不管是什么樣的架構(gòu)，bootloader遵循“stage1+stage2”原則：

• 與體系架構(gòu)強(qiáng)相關(guān)，與體系架構(gòu)無關(guān)；
• Flash+RAM；
• 匯編+C；

Stage1：通常使用匯編，初始化CPU的核心寄存器，RAM檢查和初始化，拷貝代碼到RAM中，設(shè)置堆棧，跳轉(zhuǎn)到C入口處執(zhí)行；

Stage2：通常是C語言，初始化CPU非核心寄存器，初始化相關(guān)外設(shè)，等待用戶輸入，如果用戶在設(shè)定時(shí)間內(nèi)無輸入就拷貝內(nèi)核和文件系統(tǒng)到內(nèi)存中，然后跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核入口；

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式的基础知识的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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