沒有硬體條件下來進行嵌入式系統的開發

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作者：bobdos 時間 2004-8-24 14:55:49 序號：684

學習使用SkyEye模擬 SkyEye是一個可以運行嵌入式作業系統的硬體模擬工具，這樣就可以在沒有硬體條件下來進行嵌入式系統的開發。 以下操作均在Fedora Core 1.0裡通過。 文檔摘要： 1、什麼是SkyEye？ 2、SkyEye可以做什麼事情？ 3、安裝SkyEye 4、安裝arm-elf交叉編譯器 5、測試你的arm-elf-gcc編譯器 6、執行你的hello程式 7、編譯並運行uClinux-dist-20030909.tar.gz 8、加入網路功能 9、安裝完成SkyEye後，下一步將做什嗎？ 1、什麼是SkyEye？ SkyEye是開源軟體的一個項目，SkyEye的目標是在Linux和Windows作業系統裡提供一個完全的模擬環境。SkyEye模擬環境相當於一個嵌入式電腦系統，你可以在SkyEye裡運行一些嵌入式Linux作業系統，如ARMLinux，uClinux，uc/OS-II(ucos-ii)等，並能分析和調試它們的原始碼。 如果你想知道關於SkyEye和嵌入式系統更詳細的資訊，請訪問下面的網站： www.SkyEye.org http://www.skyeye.org/index_cn.html 通過SkyEye能模擬下面的硬體： CPU核心：ARM7TDMI, ARM720T, ARM9, StrongARM, XScale CPU: Atmel AT91/X40, Cirrus CIRRUS LOGIC EP7312, Intel SA1100/SA1110, Intel XScale PXA 250/255, CS89712, samsung 4510B, samsung 44B0(還不全) 記憶體: RAM, ROM, Flash 周邊裝置: Timer, UART, ne2k網路晶片, LCD, 觸控螢幕等 目前能在SkyEye上運行下面的作業系統和系統軟體： uC/OSII-2.5.x(支援網路) uClinux(基於Linux2.4.x核心, 支援網路) ARM Linux 2.4.x/2.6.x lwIP on uC/OSII 基於uC/OSII, uClinux, ARM Linux的應用程式 2.SkyEye可以做什麼事情？ 1. 通過SkyEye可以協助促進嵌入式系統的學習，在不需要額外硬體的情況下學習和分析uclinux作業系統和其它嵌入式作業系統，如ucosII等。 2. SkyEye可用於嵌入式系統的教學。 3. 希望通過skyeye促進作業系統的研究，如ucosII，uclinux+RTAI，uclinux2.5.x等。 4. 可以基於SkyEye進行模擬特定硬體模組的研究。 5. SkyEye可以作為嵌入式整合式開發環境開發嵌入式系統（當然需要對SkyEye做大量的工作）。 註：引自陳渝《SkyEye Project FAQ》 3、安裝SkyEye 到http://gro.clinux.org/projects/skyeye/下載skyeye-0.7.0.tar.bz2包： tar jxvf skyeye-v0.7.0.tar.bz2 進入解壓後的skyeye目錄，如果SkyEye的版本低於0.6.0,則運行下面的命令： ./configure --target=arm-elf --prefix=/usr/local --without-gtk-prefix --without-gtk-exec-prefix --disable-gtktest 如果SkyEye的版本高於0.6.0,則運行下面的命令： ./configure --target=arm-elf --prefix=/usr/local 接下來執行： make make install 安裝完成後執行skyeye 注意： a.如果你使用的是Mandrake Linux發行版,那麼你在編譯SkyEye時遇到錯誤，並且錯誤與readline, ncurse, termcap等有關，你可以試試下面的方法： ln -s /usr/include/ncurses/termcap.h /usr/local/include/termcap.h 接著再make和make install看能否成功！ b.如果你的Linux發行版是Debian Linux,那麼不要使用gcc 2.95或是gcc 3.0，請使用gcc 3.2+ c.gcc的版本要在2.96或以上 d.如果SkyEye的版本大於0.6.0,那麼使用LCD模擬需要在Linux系統裡安裝GTK軟體。 4、安裝arm-elf交叉編譯器 下載arm-elf-tools-20030314.sh ftp://166.111.68.183/pub/embed/uclinux/soft/tools/arm 或到 ftp://166.111.8.229/OS/Embeded 執行： chmod a+x arm-elf-tools-20030314.sh 然後： ./arm-elf-tools-20030314.sh ls /usr/local/bin/ 你應能看到以arm-elf開頭的可執行檔，其中arm-elf-gcc就是用來編譯你目標平台的編譯器的，當然還有一些小工具，後面將一一講來。 5、測試你的arm-elf-gcc編譯器 先寫一個小程式hello.c PHP源碼: -------------------------------------------------------------------------------- #include <stdio.h> int main(void) { int i; for(i = 0; i < 6; i++){ printf("i = %d ",i); printf("Hello, embedded linux!/n"); } return 0; } -------------------------------------------------------------------------------- 然後執行： arm-elf-gcc -Wl,-elf2flt -o hello hello.c -elf2flt參數是將elf檔案格式轉為flat檔案格式，這個工具是在你安裝交叉編譯器產生的。 或者你可以寫個Makefile檔案，執行： make 這裡是我的Makefile檔案，僅供參考： PHP源碼: -------------------------------------------------------------------------------- # begin CC = arm-elf-gcc CFLAGS = -D__PIC__ -fpic -msingle-pic-base -O2 -pipe -Wall -g LDFLAGS = -Wl,-elf2flt LIBS = OBJS = hello.o all: hello hello: $(OBJS) $(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o hello $(OBJS) $(LIBS) clean: rm -rf *.o *.elf *.gdb hello # end -------------------------------------------------------------------------------- 如果編譯通過，就會產生hello可執行檔。用下面的命令： file hello 你會發現，它是BFLT(binary FLAT)，你目標平台所支援的檔案格式。 6、執行你的hello程式 這裡，我們將藉助genromfs這個小工具來完成測試，這個工具就是你在安裝交叉編譯器時產生的，你可以直接使用它。 到http://gro.clinux.org/projects/skye...0.4.tar.bz2包： tar jxvf skyeye-binary-testutils-1.0.4.tar.bz2 cd testsuits/at91/uclinux2(當然你還可以用別的) mkdir romfs(建一個目錄，後面用) mount -o loop boot.rom /mnt/xxx cp -r /mnt/xxx/* romfs 另外，把你編譯好的可執行程式拷貝到/romfs/bin目錄裡，這裡就是hello了！ genromfs -f boot.rom -d romfs/ 註：可以用genromf -h來獲得協助！ OK！執行下面的命令： skyeye linux (skyeye)target sim (skyeye)load (skyeye)run kernel start..... 很熟悉了吧。。。 cd /bin hello 可以看到結果了嗎？ 其實到了這一步，你就可以開發自己的程式了！ 7、編譯並運行uClinux-dist-20030909.tar.gz 到ftp://166.111.68.183/pub/embed/uclinux/soft/ 或到ftp://166.111.8.229/OS/Embeded/uclinux/pub/uClinux/dist下載 uClinux-dist-20030909.tar.gz 假設把它下載到/usr/src/目錄下，然後依次執行下面的命令： tar zxvf uClinux-dist-20030909.tar.gz cd uClinux-dist/ 在圖形方式下可用命令make xconfig 或 在命令列方式下用命令make menuconfig vendor/product中選擇GDB/ARMulator kernel版本選擇2.4 然後save and exit 運行下面這兩條命： make dep make 此時在/usr/src/uClinux-dist/linux-2.4.x目錄下會產生可執行檔linux 在/usr/src/uClinux-dist/images/會產生romfs.img等檔案 在uClinux-dist目錄下建立模擬AT91的skyeye設定檔skyeye.conf,內容如下： cpu: arm7tdmi mach: at91 mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x00000000, size=0x00004000 mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x01000000, size=0x00400000 mem_bank: map=M, type=R, addr=0x01400000, size=0x00400000, file=images/romfs.img mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x02000000, size=0x00400000 mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x02400000, size=0x00008000 mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x04000000, size=0x00400000 mem_bank: map=I, type=RW, addr=0xf0000000, size=0x10000000 這個時候就可以用skyeye來調試運行kernel了，在/usr/src/uClinux-dist執行如下命令： skyeye linux-2.4.x/linux (skyeye)target sim (skyeye)load (skyeye)run kernel start..... 注意: 要在skyeye.conf所在目錄下執行skyeye linux-2.4.x/linux 8、加入網路功能 a.用root使用者進行操作。 b.你要看你的/lib/modules/'uname -r'/kernel/drivers/net/目錄裡有沒有tun.o 如果沒有的話你就需要編譯你的linux核心來獲得tun.o了。 c.(1)運行tun裝置模組： #insmod /lib/modules/'uname -r'/kernel/drivers/net/tun.o 如果你沒有該裝置，那你就要用下面的命令來建立它： #mkdir /dev/net #mknod /dev/net/tun c 10 200 (2)運行vnet(虛擬集線器)裝置模組(這一步不是必需的)： 擷取vnet的源碼，然後建立裝置： #mknod /dev/net/vnet c 10 201 #chmod 666 /dev/net/vnet 建立vnet.o #make vnet.o 插入模組vnet.o #insmod vnet.o 進入test目錄，用test來測度vnet.o #cd test #make #./testvnet1 d.配置skyeye.conf檔案 cpu: arm7tdmi mach: at91 mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x00000000, size=0x00004000 mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x01000000, size=0x00400000 mem_bank: map=M, type=R, addr=0x01400000, size=0x00400000, file=images/romfs.img mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x02000000, size=0x00400000 mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x02400000, size=0x00008000 mem_bank: map=M, type=RW, addr=0x04000000, size=0x00400000 mem_bank: map=I, type=RW, addr=0xf0000000, size=0x10000000 # format: state=on/off mac=xx:xx:xx:xx:xx:xx ethmod=tuntap/vnet hostip=dd.dd.dd.dd net: state=on, mac=0:4:3:2:1:f, ethmod=tun, hostip=10.0.0.1 下面將對上面的一些參數作下說明： state=on/off意思是模擬的NIC(網路介面板)是有線還是無線； mac=模擬適配器的MAC地址； ethmod=tuntap/vnet在主機環境裡使用的虛擬設備； hostip=意思是主機環境與keyeye互動用的IP 格式: state=on/off mac=xx:xx:xx:xx:xx:xx ethmod=tuntap/vnet hostip=dd.dd.dd.dd For example: #set nic info state=on/off mac=xx:xx:xx:xx:xx:xx ethmod=tuntap/vnet hostip=dd.dd.dd.dd net: state=on, mac=0:4:3:2:1:f, ethmod=tun, hostip=10.0.0.1 或 net: state=on, mac=0:4:3:2:1:f, ethmod=vnet, hostip=10.0.0.1 注意： 如果你想在同一時刻運行兩個或更多的skyeye,那麼請為每一個skyeye使用不同的skyeye.conf e.運行skyeye linux-2.4.x/linux 9、安裝完成SkyEye後，下一步將做什嗎？ 1、對於嵌入式作業系統的初學者和入門者和入門的學生而言，他們可以先看一些有關作業系統和嵌入式作業系統方面的教材和書籍，如與uC/OS、Minix、uClinux、Linux相關的書籍等。然後可以在Skyeye上開發一些簡單的應用程式例子(如處理序間通訊、進程優先順序、死結情況、網路應用等)，對某些作業系統功能(如進程調度、記憶體管理、網路子系統、檔案子系統等)進行簡單的修改和擴充，並通過Skyeye進行運行和調試，看看會發生什麼情況。 2、對於有一定經驗的軟體工程師而言，在SkyEye上完成一定的應用系統原型開發是值得一做的事情。比如移植或開發一個檔案子系統或網路子系統到一個特定的作業系統中，相信比在一個真實的開發板上開發要容易一些。在Skyeye上進行一些作業系統的移植和開發(如移植RTLinux、RTAI等其它作業系統到Skyeye上)也是很有挑戰性的工作。 3、對於硬體工程師而言，對Skyeye進行擴充，設計新的硬體模擬(如USB、IDE硬碟等)使得Skyeye的硬體模擬功能更加強大，支援更多功能的軟體，是很有意義的事情。 參考： SkyEye項目網站裡的一篇中文文檔； 陳渝《SkyEye Project FAQ》； skyeye-0.7.0中的README文檔。 後記： 為了讓大家能快速上手，進行實際的開發工作，我趕湊了一篇文檔，很粗糙。但我堅信隨著更多的有經驗的人的加入；隨著我們自己水平的提高，一定會出現更多、更好的文章來。就讓我們快點行動起來吧！ 最後，我再次建議大家看一下《嵌入式Linux技術與應用》這本書。 可以到http://www.skyeye.org/document.htm或是 ftp://166.111.68.183/pub/embed/skyeye/document/或是 http://www.huihoo.org/mirrors/skyeye/ 下載文檔，可以獲得更多有關skyeye和嵌入式Linux開發的知識和經驗。