嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指示書(shū)

1、嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指示書(shū)嵌入式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指示書(shū)（創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：（創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：Sitsang 板上的嵌入式板上的嵌入式 Linux）ver 5.0清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系2009 年年 9 月（第五稿）月（第五稿） 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：Sitsang 板上的嵌入式板上的嵌入式 Linux負(fù)責(zé)人：鄭寧漢：選做本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)的同學(xué)如有問(wèn)題可首先咨詢本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)負(fù)責(zé)人，最后也首選聯(lián)系負(fù)責(zé)人檢查實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?)深入探索 Sitsang 板的硬件組成和功能。2)在已有的嵌入式 Linux 平臺(tái)上進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和探索啟動(dòng)程序 Redboot、最新版本Li

2、nux 內(nèi)核的移植、Linux 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、JVM 等中間件移植等課題。3)培養(yǎng)自學(xué)能力、小組合作能力和創(chuàng)新能力。2. 實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)要求1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在已有的 Sitsang 板上的嵌入式 Linux 基礎(chǔ)上開(kāi)展一些創(chuàng)新性的工作，可選的一些實(shí)驗(yàn)設(shè)想見(jiàn)下一小節(jié)的實(shí)驗(yàn)建議，但不限于這些建議。本課程鼓勵(lì)大家在前人的工作基礎(chǔ)上要有自己的創(chuàng)新工作，本指導(dǎo)書(shū)附有往屆同學(xué)有參考價(jià)值的實(shí)驗(yàn)報(bào)告選編供大家參考。2)實(shí)驗(yàn)檢查：實(shí)驗(yàn)應(yīng)在本學(xué)期第 16 周結(jié)束之前（2010 年 1 月 9 日之前）申請(qǐng)檢查并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。檢查時(shí)由同學(xué)向助教或老師演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明本組同學(xué)的分工，并回答助教或老師的問(wèn)題。檢查時(shí)要求本組的

3、所有同學(xué)必須同時(shí)到場(chǎng)，不到場(chǎng)將被扣分。過(guò)期未完成實(shí)驗(yàn)檢查的，本組所有成員的成績(jī)將乘以系數(shù) 0.8，請(qǐng)大家盡可能按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)。3)實(shí)驗(yàn)報(bào)告：本實(shí)驗(yàn)要求提交一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告的格式要求正規(guī)一些，但也不要長(zhǎng)篇大論、言之無(wú)物，希望言簡(jiǎn)意賅、抓住重點(diǎn)、突出增量。實(shí)驗(yàn)報(bào)告文件命名規(guī)則：姓名 1_姓名 2_.姓名 n_實(shí)驗(yàn)報(bào)告題目.doc（姓名 1、姓名 2姓名 n 分別為該組n 名同學(xué)的姓名） 。實(shí)驗(yàn)報(bào)告電子版應(yīng)在申請(qǐng)實(shí)驗(yàn)檢查之前提交到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂上，并告知相關(guān)的助教或老師（聯(lián)系誰(shuí)檢查實(shí)驗(yàn)就告知誰(shuí)） ，實(shí)驗(yàn)檢查之前未提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的組所有成員均將被扣 13 分。3. 實(shí)驗(yàn)選題實(shí)驗(yàn)選題建議建議Sitsang 板是

4、一個(gè)接口非常豐富，性能較強(qiáng)、軟硬件資料非常豐富的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中已經(jīng)給大家展示了對(duì)硬件的控制和嵌入式 Linux 系統(tǒng)安裝的基本方法和過(guò)程，這為進(jìn)行復(fù)雜功能的實(shí)驗(yàn)提供了基礎(chǔ)。以下實(shí)驗(yàn)選題僅供參考，任何新的設(shè)想都是本課程歡迎的：1)可以嘗試在 Sitsang 板上安裝最新的 Linux 內(nèi)核和相關(guān)驅(qū)動(dòng)及文件系統(tǒng)，本指導(dǎo)書(shū)中給出了歷年以來(lái)不同版本的 Linux 內(nèi)核在 Sitsang 板上成功移植的優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)報(bào)告，供大家移植當(dāng)前最新的 Linux 內(nèi)核參考。由于標(biāo)準(zhǔn) Linux 內(nèi)核對(duì) XScale 處理器的支持已經(jīng)比較完備，所以純內(nèi)核本身的移植已經(jīng)難度不大，所以還特別建議大家能挑戰(zhàn)一下

5、Sitsang 板平臺(tái)上除了 LCD、網(wǎng)卡和串口以外的其他硬件接口的驅(qū)動(dòng)（因?yàn)?LCD、網(wǎng)卡和串口的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)已經(jīng)比較成熟，參見(jiàn)本指導(dǎo)書(shū)后面的移植文檔） ，學(xué)習(xí)嵌入式 Linux 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。建議進(jìn)行驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的外設(shè)可以是：觸摸屏、紅外接口、USB 接口等。如果移植成功，相關(guān)成果將被吸收到后續(xù)年度的 Sitsang 板嵌入式 Linux 平臺(tái)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容當(dāng)中。2)可以嘗試在啟動(dòng)程序 RedBoot 中加入對(duì)上層軟件的調(diào)試能力，從而使得 RedBoot可以調(diào)試 Linux 內(nèi)核。Redboot 中已經(jīng)具有一定的調(diào)試功能模塊，需要將其與 PC機(jī)上的 GDB 連接即可實(shí)現(xiàn)調(diào)試。如果該功能實(shí)現(xiàn)成功，相關(guān)成

6、果將被吸收到后續(xù)年度的 Sitsang 板嵌入式 Linux 平臺(tái)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容當(dāng)中，而且為今后 Sitsang 板上Linux 內(nèi)核的移植帶來(lái)更加便捷的調(diào)試手段（現(xiàn)在都是通過(guò)在內(nèi)核中添加 printk 調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤觀察和調(diào)試的） 。3)可以考慮在 Sitsang 板的嵌入式 Linux 環(huán)境中開(kāi)展一些基礎(chǔ)軟件庫(kù)的移植工作，比如 MiniGUI 圖形庫(kù)、Java 虛擬機(jī)、SQLite 數(shù)據(jù)庫(kù)等等，還可以考慮把已有的 Kaffe 1.1.4Java 虛擬機(jī)中的圖形功能接口與 MiniGUI 圖形庫(kù)結(jié)合起來(lái)，使得在 Sitsang 板的嵌入式 Linux 平臺(tái)上也可以運(yùn)行美觀的 Java 應(yīng)用程序界

7、面。如果有進(jìn)一步新的成功實(shí)驗(yàn)結(jié)果，相關(guān)成果將被吸收到后續(xù)年度的 Sitsang 板嵌入式 Linux 平臺(tái)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容當(dāng)中。4)可以考慮在網(wǎng)上找相應(yīng)版本 Linux 內(nèi)核實(shí)時(shí)化的補(bǔ)丁，并將這些補(bǔ)丁打到相應(yīng)版本的 Linux 內(nèi)核中，使 Sitsang 板上可以運(yùn)行實(shí)時(shí)的嵌入式 Linux 內(nèi)核，該實(shí)驗(yàn)成果還可以用于 Sitsang 板上嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，比較實(shí)時(shí) Linux 與uC/OS-II 在實(shí)時(shí)性能上的異同。如果實(shí)驗(yàn)成功，相關(guān)成果將被吸收到后續(xù)年度的Sitsang 板嵌入式 Linux 平臺(tái)實(shí)驗(yàn)和實(shí)時(shí)性測(cè)量實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容當(dāng)中。5)Google 的 Android 平臺(tái)不僅是開(kāi)放的

8、，而且并不限于只能工作在手機(jī)平臺(tái)上，在Sitsang 板的嵌入式 Linux 基礎(chǔ)上移植 Android 系統(tǒng)無(wú)疑是一個(gè)可以令人激動(dòng)的挑戰(zhàn)，如果移植成功，相關(guān)成果將被吸收到后續(xù)年度的 Sitsang 板嵌入式 Linux 平臺(tái)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容當(dāng)中。6)當(dāng)然在 Sitsang 板上移植 WinCE 也是一個(gè)有挑戰(zhàn)的原創(chuàng)性工作，Internet 上雖然有一些在 Sitsang 板上成功運(yùn)行 WinCE 的案例，但是沒(méi)有相關(guān)源碼和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。e-Box 平臺(tái)雖然可以運(yùn)行 WinCE，但底層硬件細(xì)節(jié)沒(méi)有完全公開(kāi)。Sitsang 板由于軟硬件資料齊備，移植 WinCE 不存在根本性的障礙，歡迎大家挑戰(zhàn)一下這個(gè)題

9、目，從而可以對(duì)嵌入式硬件平臺(tái)、WinCE 的底層細(xì)節(jié)獲得更加深入的理解和掌握。如果移植成功，相關(guān)成果將被吸收到后續(xù)年度的 Sitsang 板嵌入式 Linux 平臺(tái)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容當(dāng)中。4. 致謝致謝在本平臺(tái)的建設(shè)過(guò)程中，衷心感謝以下人士：感謝英特爾公司的 Jolly Wang 女士和英特爾公司許多相關(guān)人士，正是在他們的積極推動(dòng)和幫助下，在因特爾公司大學(xué)計(jì)劃的支持下，本課程才獲得了最初的 15 套 Sitsang板做為課程的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及大量的軟硬件資料用于開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。感謝 2000 級(jí)計(jì)的段軍峰同學(xué)，在他的努力下設(shè)計(jì)了最初的 Sitsang 板實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)和實(shí)驗(yàn)相關(guān)的資料。感謝 2001 級(jí)的孫海成同學(xué)

10、，在他的努力下本課程第一次將 Linux 2.6 的內(nèi)核在 Sitsang板平臺(tái)上移植成功，并編寫(xiě)了最新 Linux 內(nèi)核在 Sitsang 板上移植實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的最初稿。感謝北京航空航天大學(xué)的楊晨，他來(lái)利用清華完成畢業(yè)的階段完成了對(duì) Sitsang 板上RedBoot 的啟動(dòng)流程分析，并翻譯了 RedBoot 的相關(guān)資料。感謝，他們的實(shí)驗(yàn)報(bào)告被收錄在本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中做為本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)學(xué)習(xí)的參考。5. 平臺(tái)相關(guān)文檔平臺(tái)相關(guān)文檔最新最新 LINUX 內(nèi)核移植一般過(guò)程介紹內(nèi)核移植一般過(guò)程介紹.4在在 SITSANG 板上移植板上移植 MINIGUI 圖形環(huán)境圖形環(huán)境.5REDBOOT 使用說(shuō)明使用說(shuō)明.6

11、LINUX 內(nèi)核在內(nèi)核在 SITSANG 板上的移植板上的移植.7-此位置等待你的加入！此位置等待你的加入！-.8最新最新 LinuxLinux 內(nèi)核移植一般過(guò)程介紹內(nèi)核移植一般過(guò)程介紹嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)小組【文檔位置】請(qǐng)參見(jiàn)本平臺(tái)“Kernel 移植方法”子目錄中的“最新 Linux 內(nèi)核在嵌入式系統(tǒng)上的移植方法.doc”文檔。【簡(jiǎn)介】本文檔介紹了在嵌入式設(shè)備上移植最新 Linux 內(nèi)核的一般流程和方法，包括最新內(nèi)核的下載方法、參考書(shū)目、交叉編譯器的選擇、Linux 啟動(dòng)過(guò)程分析和驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)等相關(guān)內(nèi)容。在在 SitsangSitsang 板上移植板上移植 MiniGUIM

12、iniGUI 圖形環(huán)境圖形環(huán)境嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)小組【文檔位置】請(qǐng)參見(jiàn)本平臺(tái)“2004 MiniGUI”子目錄中的“在 sitsang 上構(gòu)造 minigui.doc”文檔，以及該子目錄下的相關(guān)附件材料?！竞?jiǎn)介】在 Sitsang 板上的嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)上，開(kāi)源的圖形用戶界面有MiniGUI、QtEmbedded、MicroWindows 等等，相比而言 MiniGUI 最適合做為教學(xué)。本文檔給出了如何在 Sitsang 板上建立 MiniGUI 圖形環(huán)境，這個(gè) MiniGUI 圖形環(huán)境是如何通過(guò)源碼交叉編譯生成的，以及如何在 MiniGUI 之上開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。當(dāng)然本文檔在介紹 M

13、iniGUI 的移植過(guò)程的時(shí)候，也同時(shí)給出了 Sitsang 板上嵌入式 Linux 系統(tǒng)所需要的 JFFS2 文件系統(tǒng)的組成和生成過(guò)程，是不可多得的學(xué)習(xí)材料。RedbootRedboot 啟動(dòng)程序相關(guān)資料啟動(dòng)程序相關(guān)資料嵌入式系統(tǒng)課程教學(xué)小組【文檔位置】請(qǐng)參見(jiàn)本平臺(tái)“2004 RedBoot”子目錄中的文檔?！竞?jiǎn)介】在 Sitsang 板的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，我們?yōu)榱藢?Linux 內(nèi)核燒入 Sitsang 板中，曾經(jīng)使用啟動(dòng)程序 Redboot 來(lái)完成這個(gè)工作，其中我們使用了一些 RedBoot 的一些命令，但沒(méi)有給出非常詳細(xì)的解釋和其他許多命令的使用方法。本系列文檔將為大家提供一些關(guān)于 Red

14、Boot 更深入的介紹，其中：RedBoot - an open source boot-debug environment.pdf ，該文檔給出了一個(gè)對(duì)RedBoot 的簡(jiǎn)單介紹。RedBoot 使用手冊(cè) v1.0.pdf ，該文檔對(duì) RedBoot 所有命令的使用手冊(cè)進(jìn)行了翻譯。對(duì) RedBoot TFTP 傳輸超時(shí)的修改.rar ，該文檔是教師在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的時(shí)候?yàn)榱藨?yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)丟包而對(duì) RedBoot 中的 TFTP 傳輸模塊代碼所進(jìn)行的修改，詳見(jiàn)其中的 ReadMe.txt 文件。RedBoot 啟動(dòng)過(guò)程分析.doc ，該文檔分析了 RedBoot 中從第一行被執(zhí)行的匯編代碼到 RedBoo

15、t 的 C 語(yǔ)言主程序向串口輸出“”為止的啟動(dòng)過(guò)程。RedBoot 代碼組成 CDL 結(jié)構(gòu)分析.doc ，該文檔給出了 RedBoot 代碼的組成結(jié)構(gòu)，由于 RedBoot 最初是基于 eCos 操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的，而 eCos 本身基于CDL 語(yǔ)言機(jī)制來(lái)組合在一起，因此本文檔是了解 RedBoot 代碼結(jié)構(gòu)的一份重要參考文獻(xiàn)。LinuxLinux 內(nèi)核在內(nèi)核在 SitsangSitsang 板上的移植板上的移植計(jì) 42: 崔安頎, 鄭志誠(chéng), 戴雨宸, 王忠寧【文檔位置】請(qǐng)參見(jiàn)本平臺(tái)“2007 Linux- 內(nèi)核移植”子目錄中的“崔安頎_鄭志誠(chéng)_戴雨宸_王忠寧_最新 Linu