基于MPC8250的嵌入式Linux系统开发技术.docx

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1、基于MPC8250的嵌入式Linux系统开发技术caojing导语：与传统的人工查阅故障诊断手册相比，该系统可与飞机故障诊断系统进展实时通讯，有利于故障的快速查询、维修方案的快速选定。摘要：本文对PowerPC处理器MPC8250嵌入式linux系统充分发挥了linux对网络和MPC8250等设备的强大支持功能。与传统的人工查阅故障诊断手册相比，该系统可与飞机故障诊断系统进展实时通讯，有利于故障的快速查询、维修方案的快速选定。关键字：嵌入式linux系统PowerPC处理器MPC8250一、引言我们开发了某型飞机外场维护系统的一个网络终端通讯平台，其硬件核心采用Motorola公司的嵌入式Po

2、werPC处理器MPC8250，软件方面采用嵌入式linux作为操纵系统，实现了飞机外场维护与飞机故障诊断系统的平安、快速通讯。这个系统平台具有体积小、功耗低、性能高等特点。二、MPC8250构架与系统硬件平台简介PowerPC是Linux较早开场支持的处理器之一。PowerPC处理器芯片MPC8250基于PowerQUICCQuadIntegratedCommunicationsControllerII构造，是面向高性能、低功耗、小体积的通讯设备而开发的处理器。其内部集成了一个高性能嵌入式G2内核、一个灵敏的系统集成单元SIU和很多控制领域的常用外围通讯组件组成通讯处理模块CPM，Commu

3、nicationsProcessorModule，可用于很多方面，尤其是在通讯和网络系统方面。G2内核频率在150-200MHz之间，CPM、PCI最高频率为133MHz，外部频率为66MHz，可同时处理高达128个全双工时分复用逻辑通道。根据目的系统的不同，系统硬件平台可以引出所需的MPC8250的外部通讯接口。我们的系统提供了8M的flash用于存放内核镜像文件、文件系统、应用程序和备份数据，64MSDRAM用作内存，521KB的flash用于存放启动代码，此外还有RS232串口、10/100M以太网口以及JTAG支持等。三、基于MPC8250的嵌入式linux系统开发1.编译环境的定制通

4、常主机与目的板的CPU都不一样，需要进展穿插编译。可以进展穿插编译的工具很多，一般使用GNUC，它包括gcc、g+编译器，glibc、newlib等C库，binutils以及其他一系列开发工具。不同的开发平台需要不同的穿插编译工具。这里我们选择德国denx软件中心提供的一套用于PowerPC嵌入式linux移植的开发编译环境ELDK3.0EmbeddedLinuxDevelopmentKit。在主机上安装完毕后，修改bash_profile配置文件的途径和穿插编译环境，详细如下：PATH=$PATH：$HOME/bin：/opt/afeu/usr/bin：/opt/afeu/bin：/usr/

5、binCROSS_COMPILE=ppc_82xxEXPORTPATHCROSS_COMPILE2.目的系统资源分配嵌入式linux系统一般没有硬盘设备，存储空间特别有限。这就要求在Linux移植之前，需要对系统硬件地址精心分配，充分公道地利用。根据前面介绍的系统硬件平台，这里给出目的设备的地址分配，如表1所示。表1目的设备的地址分配3.调试环境的建立在嵌入式系统中一般没有显示器等输出设备，不利于在目的系统上进展调试。为了调试目的系统，我们通过JTAG仿真器BDI2000来跟踪调试目的机上的代码。其调试环境如图1所示。图1系统调试环境其中网卡1和目的机直接相连，用来下载内核镜像，NFS文件分享

6、等。网卡2连接到BDI2000上，再通过JTAG口连接到目的机上。串口用于命令传输、接收返回信息等。4.Linux系统引导模块U-BootU-BOOT是denx软件中心按照GPLGeneralPubliCLicense发布的系统引导模块，支持多种处理器，如ARM系列、PowerPC系列、MIPS系列、X86系列等。编译U-BOOT-1.1.0后生成可执行文件，然后根据自己的目的系统修改编辑U-BOOT包下的文件，进展移植这里需要讲明的是，由于找不到MPC8250的支持包，而它和TQM8260内核相差不大，所以下面采用8260ads的支持包，同样兼容如：修改目的系统配置文件./include/c

7、onfigs/MPC8260ADS.h中的存放器值、SDRAM控制器参数、串口参数等；修改目的板定义文件./board/mpc8260ads/mpc8260ads.C中的I/O端口定义；修改BCSR等；U-Boot在引导Linux内核启动时，向内核传递了一个命令行，内核根据这个命令行的参数来对系统进展相应设置。在linux内核启动时，必需要挂载一个根文件系统。根文件系统可以通过网络文件系统NFS和本地文件系统LFS两种方式提供。1通过LFS引导linux系统通过LFS引导linux，可将bootargs设置如下：setenvbootargsroot=/dev/mtdblock1rwip=24.

8、86.246.216：24.86.246.100：24.86.246.100：255.255.255.0：afeu：eth1：off2内核裁减与移植1Linux内核裁减：嵌入式系统存储单元特别有限，精简内核显得尤为重要。内核裁减主要是去掉无用模块，增加所需模块，使之更符合目的系统。这主要包括平台类型platformsupport的选择，我们选择TQM8260；MemoryTechnologyDeviceMTD选择内核对MTD和Flash的支持；Networkingoptions选择内核对网络的支持；filesystems选择内核对文件系统的支持；MPC8260CPMoptions用于配置目的系

9、统的一些通讯设备。裁减完内核后需要对其重新进展编译，方法与通用linux编译根本无异，限于篇幅，不再赘述。2Linux内核移植：内核移植源码主要分部在Linux/include/arch/ppC下。根据目的系统，对与_res变量相关的参数进展调试跟踪修改，其修改的关键代码如下：对于arch/ppc/8260_io/commproc.c，改宏定义为：#defineBRG_INT_CLK161000000；在arch/ppc/8260_io/uart.C中设置波特率：bd-bi_baudrate=9600；在arch/ppc/kernel/m8260_setup.C中设置总线频率：bininfo-

10、bi_busfreq=66；设置arch/ppc/kernel/m8260_setup.C中的系统重启地址为：startaddr=0xeff00100；此外，还需要修改MTD设置，主要是修改drivers/mtd/maps/tqm8260.c文件中的分区定义和目的系统地址分配有关和目的系统的Flash的配置，使其知足自己系统的要求。关于8MFlash的分区会在文件系统中表达。修改完内核源码，反复调试无误后，镜像内核文件，并使用U-Boot通过tftp将内核镜像文件下载到目的板上。重新引导后，目的板linux即可成功启动。5.文件系统1文件系统的分类：根据物理位置文件系统一般可分为网络文件系统N

11、FS和本地文件系统LFS。NFS对于目的系统的要求一般不大，只需要提供网络接口传送文件；而LFS对目的系统却要求苛刻，一般需要大容量的flash。在嵌入式系统中，NFS主要用来对LFS进展调整，即先在主机上将文件系统做好，通过NFS挂载，调试用户系统。通过NFS和LFS两种方式引导linux系统的方法前面已有介绍，这里不再赘述。Linux支持的文件系统格式主要有CRAMFSCompressedROMFileSystem和JFFSJournallingFlashFileSystem。其中前者是只读的，在启动时装载较快，可用来存储动态连接库、应用程序、初始化脚本等；后者可进展读写操纵，其第2个版本

12、即JFFS2，还较好地解决了诸如Flash的空间、使用寿命和垃圾回收问题。2Flash分区：基于对CRAMFS和JFFS两种文件系统的上述分析，可以将flash划分为只读区和可读写区，这既有利于linux系统的正常启动，又利于文件的数据保护。其分区如表2所示。EDLK3.0提供的文件系统较大，而且很多对目的系统都没有用，需要对其进一步进展裁减。裁减之后需要完善文件系统，以最大可能地符合目的系统。最后需要将裁减完善后的文件系统挂载为根文件系统。表2flash空间分配四、结论基于PowerPC处理器MPC8250嵌入式linux系统充分发挥了linux对网络和MPC8250等设备的强大支持功能。与传统的人工查阅故障诊断手册相比，该系统可与飞机故障诊断系统进展实时通讯，有利于故障的快速查询、维修方案的快速选定。