嵌入式设备的应用需求呈现多样化,而Linux系统的高度自由性使得它成为了当前非常受欢迎的嵌入式系统之一。Linux系统拥有强大的网络、文件系统和驱动支持,并且开源社区提供了大量的软件资源,让它成为越来越多嵌入式设备的第一选择。但是,Linux的适配性并不强,需要进行移植才能在嵌入式设备上运行,本文将阐述一些常见的嵌入式Linux移植方法以供参考。
一、Linux移植的流程
实现嵌入式Linux移植,需要完成以下四个步骤:
1. 获取裸机开发板资料:包括芯片手册、开发板资料等,了解所用芯片规格、支持的接口以及开发板外部硬件电路;
2. 选择嵌入式Linux系统资源:选择Linux内核、文件系统、驱动程序,编译得到用于嵌入式设备的镜像;
3. 进行适配:依据芯片规格和开发板电路,对所选的系统资源进行适配;
4. 调试验证:将适配的Linux镜像烧录到嵌入式设备上进行调试验证。
二、嵌入式Linux移植的常用方法
1. 从官方源代码进行裁剪。
在工程中,只选择需要的内核模块进行编译。可以参照长虹RAM08M开发板(基于MIPS)的移植流程,将所选的模块交叉编译到相应二进制文件,接着在开发板上获取这些二进制文件,配置内核启动的参数,启动内核。
优点:移植工作相应简单。
缺点:因为内核是大而全的,难以在嵌入式设备上占用大量存储空间,而很多内核模块并无实际用途,从官方源代码进行裁剪后,很难筛选出不必要的内核模块,也很难实现小程序更轻便。
2. 借助第三方的开源Linux发行版进行移植。
常用的开源Linux发行版有Debian、Ubuntu、TinyLinux等。在下载相应的内核和文件系统镜像后,我们需要通过文档等工具对设备进行适配,以确保Linux发行版可在该设备中运行。
优点:由于官方端一般比较专业和丰富,其内核优化广泛,所以能够满足嵌入式设备的多种应用。
缺点:无法适应所有嵌入式设备。
3. 使用Yocto/Buildroot等软件包生成系统。
Yocto是一个开源项目,用于将Linux系统构建工具链和软件包构建,用于构建完整的嵌入式应用程序。它提供了一个开发框架,允许用户构建随意定制的Linux发行版。Buildroot是另一个轻量级的Linux嵌入式构建系统,可生成用于嵌入式平台的交叉编译工具链、root文件系统和Linux内核映像。
优点:能够根据所需性能、功能和系统容量进行灵活的配置的定制。
缺点:需要熟悉Yocto和Buildroot工具的使用。
4. 借助嵌入式方案提供商的工具链进行移植。
针对不同芯片平台,全志和AmLogic等嵌入式方案提供商都提供了工具链,可以根据需要选择相应的嵌入式开发板。通过使用这些供应商的开发板,将Linux内核和文件系统进行适配,完成针对特定芯片的Linux系统移植。
优点:嵌入式方案提供商提供的开发板已经进行了初步的适配,所以基于开发板进行移植相对较为简单。
缺点:由于嵌入式方案提供商专门设计的开发板,可能不符合特定应用的需求,因此在大幅度调整之前,需要进行深入了解、评估。
三、Linux移植需要注意的问题
1. 芯片选型和规格理解。
准确理解嵌入式设备的芯片规格和数据手册对移植工作至关重要。
2. 内核设定。
对于嵌入式设备,所需使用的内核版本中,只有一些驱动程序对其有效。根据设备特性,配置内核设定,确定正常程序所需的驱动程序,然后移除未使用程序,以确保较高的运行速度和更为轻量级的特性。
3. 优化。
嵌入式设备的资源较为有限,因此在移植过程中应当考虑内存使用。默认情况下,内核会将所以部件、驱动程序和服务均载入内存。因此,我们应该将内核配置为只包含所需部件,以减少内存占用量。
4. 移植过程应当记录和监测。
在移植过程中应当记录详细的过程和结果,并在每次大型修改之后对移植内容进行监测。
小结:
在进行嵌入式Linux移植时,应当综合考虑所使用的芯片类型、内核版本、选择对应的编译工具,对其内核进行适当调整以提高运行效率。正确的移植过程须要花费精力和耐心,建议在开始之前务必确认所需意向和设定的环境,并建立管理记录及监测。良好的嵌入式Linux工程体系,可激发生产自动化及实用效率。