linux課程設(shè)計(jì)

1、ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0嵌嵌 入入 式式 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容1 ARM系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程與X86的對(duì)比研究2 基于GDB的uClinux內(nèi)核對(duì)移植分析與調(diào)試3 嵌入式BootLoader的移植分析4 嵌入式Linux操作系統(tǒng)的移植與研究5 嵌入式Linux下的圖形化窗口QT的移植與研究6 Linux內(nèi)核的理論研究ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的要求課程設(shè)計(jì)的要求1 1 學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)目的： 通過(guò)本課程學(xué)習(xí)

2、，學(xué)生可以了解嵌入式系統(tǒng)技通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解嵌入式系統(tǒng)技術(shù)基本概念、特點(diǎn)、分類，掌握嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)術(shù)基本概念、特點(diǎn)、分類，掌握嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的基本方法。計(jì)的基本方法。 本課程的特點(diǎn)是針對(duì)目前流行的基于本課程的特點(diǎn)是針對(duì)目前流行的基于ARMARM架構(gòu)的嵌架構(gòu)的嵌入式微處理器與源碼公開的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)入式微處理器與源碼公開的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)LinuxLinux進(jìn)行詳進(jìn)行詳細(xì)剖析，并結(jié)合具體嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能細(xì)剖析，并結(jié)合具體嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能夠熟練掌握嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)方法。夠熟練掌握嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)方法。 本門課程以采用講課和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，注本門課

3、程以采用講課和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力，以達(dá)到重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力，以達(dá)到“學(xué)學(xué)習(xí)嵌入式，使用嵌入式習(xí)嵌入式，使用嵌入式”的教學(xué)目的。授課與實(shí)驗(yàn)相的教學(xué)目的。授課與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行。培養(yǎng)學(xué)生軟硬件的設(shè)計(jì)和開發(fā)能力。結(jié)合進(jìn)行。培養(yǎng)學(xué)生軟硬件的設(shè)計(jì)和開發(fā)能力。 ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的要求課程設(shè)計(jì)的要求2 2 時(shí)間要求：時(shí)間要求： 第二周到第三周第二周到第三周3 3 具體進(jìn)度：具體進(jìn)度： 第二周一：教師講解課題內(nèi)容，注意事項(xiàng)。學(xué)生選第二周一：教師講解課題內(nèi)容，注意事項(xiàng)。學(xué)生選題、分組、交選題、分組名單

4、，進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)備工作（硬題、分組、交選題、分組名單，進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)備工作（硬件、軟件）。課外查閱、準(zhǔn)備資料和參考文獻(xiàn)。件、軟件）。課外查閱、準(zhǔn)備資料和參考文獻(xiàn)。 第二周二：進(jìn)行各課題所要求的設(shè)計(jì)、研究工作。第二周二：進(jìn)行各課題所要求的設(shè)計(jì)、研究工作。 第三周三：第三周三： 分組驗(yàn)收課程設(shè)計(jì)的結(jié)果，提分組驗(yàn)收課程設(shè)計(jì)的結(jié)果，提2-32-3個(gè)問(wèn)個(gè)問(wèn)題。題。 第四周一：第四周一： 交課程設(shè)計(jì)報(bào)告，每人一份。交課程設(shè)計(jì)報(bào)告，每人一份。ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的要求課程設(shè)計(jì)的要求4 4 先修課程：先修課程： 微機(jī)原理、微機(jī)原理、C C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)

5、、嵌語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)入式系統(tǒng)5 5 成績(jī)?cè)u(píng)定成績(jī)?cè)u(píng)定： 課題完成情況、答問(wèn)情況、報(bào)告情況課題完成情況、答問(wèn)情況、報(bào)告情況ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的要求課程設(shè)計(jì)的要求6 6 課程設(shè)計(jì)報(bào)告的要求：課程設(shè)計(jì)報(bào)告的要求： 1 1） 只提交電子版只提交電子版 2 2） 由學(xué)習(xí)委員或者班干部統(tǒng)一提交由學(xué)習(xí)委員或者班干部統(tǒng)一提交 3 3）除了一般的課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求外，還必須包括：）除了一般的課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求外，還必須包括： 描述系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的整個(gè)過(guò)程概要。描述系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)的整個(gè)過(guò)程概要。 描述項(xiàng)目目錄下的所有文件的功能和作用描述項(xiàng)目

6、目錄下的所有文件的功能和作用 描述系統(tǒng)的軟件過(guò)程，畫流程圖來(lái)描述。描述系統(tǒng)的軟件過(guò)程，畫流程圖來(lái)描述。 描述系統(tǒng)的工作過(guò)程，畫出結(jié)構(gòu)框圖，描述每一個(gè)描述系統(tǒng)的工作過(guò)程，畫出結(jié)構(gòu)框圖，描述每一個(gè)模塊的功能和模塊之間的關(guān)系。模塊的功能和模塊之間的關(guān)系。 解釋重要模塊的代碼，并畫出流程圖。解釋重要模塊的代碼，并畫出流程圖。 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用（觸摸屏、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用（觸摸屏、lcdlcd，串口等等，與你，串口等等，與你選擇的題目相關(guān)的應(yīng)用）分析選擇的題目相關(guān)的應(yīng)用）分析 課程設(shè)計(jì)總結(jié)。課程設(shè)計(jì)總結(jié)。 ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的要求課程設(shè)計(jì)的要求6 6

7、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告的書寫要求：課程設(shè)計(jì)報(bào)告的書寫要求： 報(bào)告結(jié)構(gòu)示例：報(bào)告結(jié)構(gòu)示例：封面封面（1）概述（或者簡(jiǎn)介）概述（或者簡(jiǎn)介）（2）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)）系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)（3）原理概述）原理概述（4）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)：包括引導(dǎo)初始化分析，流出圖，應(yīng)）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)：包括引導(dǎo)初始化分析，流出圖，應(yīng)用代碼分析等等，講清楚項(xiàng)目目錄下的所有文件和代碼的用代碼分析等等，講清楚項(xiàng)目目錄下的所有文件和代碼的作用。作用。如果項(xiàng)目目錄下有一些文件不是自己寫的，也一定如果項(xiàng)目目錄下有一些文件不是自己寫的，也一定要對(duì)它的作用和代碼進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。要對(duì)它的作用和代碼進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。（5）結(jié)果與分析）結(jié)果與分析（6）結(jié)論（或總結(jié)）結(jié)論（或總結(jié)）（7

8、）參考資料）參考資料ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的要求課程設(shè)計(jì)的要求7 7 參考教材：參考教材：1. 1. ARMARM應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)詳解應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)詳解，李駒光，清華大學(xué)出版，李駒光，清華大學(xué)出版社，社，20032003年；年；2. 2. 嵌入式技術(shù)與系統(tǒng)嵌入式技術(shù)與系統(tǒng)Intel XscaleIntel Xscale 結(jié)構(gòu)與開結(jié)構(gòu)與開發(fā)發(fā)，陳章龍，北航出版社，陳章龍，北航出版社，20042004。3. 3. AT91AT91系列系列ARMARM核微控制器結(jié)構(gòu)與開發(fā)核微控制器結(jié)構(gòu)與開發(fā)，馬忠梅；，馬忠梅；4. 4. 嵌入式嵌入式linuxlin

9、ux應(yīng)用開發(fā)詳解應(yīng)用開發(fā)詳解，劉崢嶸，機(jī)械工業(yè)，劉崢嶸，機(jī)械工業(yè)出版社；出版社；5. 5. 嵌入式嵌入式linuxlinux設(shè)計(jì)與應(yīng)用設(shè)計(jì)與應(yīng)用，清華大學(xué)出版社。，清華大學(xué)出版社。 ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱1ARM系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程與系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程與X86的對(duì)比研究的對(duì)比研究X86：從按下計(jì)算機(jī)開關(guān)啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，到登入到桌從按下計(jì)算機(jī)開關(guān)啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，到登入到桌面完成啟動(dòng)，一共經(jīng)過(guò)了以下幾個(gè)階段：面完成啟動(dòng)，一共經(jīng)過(guò)了以下幾個(gè)階段：1.預(yù)引導(dǎo)預(yù)引導(dǎo)(Pre-Boot)階段；階段；2.引導(dǎo)階段；引導(dǎo)階段；3.加載內(nèi)核階段；

10、加載內(nèi)核階段；4.初始化內(nèi)核階段；初始化內(nèi)核階段；5.登陸。登陸。ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0ARM：嵌入式系統(tǒng)資源有限，程序通常都固化在嵌入式系統(tǒng)資源有限，程序通常都固化在ROM中運(yùn)行。中運(yùn)行。ROM中程序執(zhí)行前，需要對(duì)系統(tǒng)硬件和軟件運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行初始化，中程序執(zhí)行前，需要對(duì)系統(tǒng)硬件和軟件運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行初始化，這些工作是用匯編語(yǔ)言編寫的啟動(dòng)程序完成。啟動(dòng)程序是嵌入式程這些工作是用匯編語(yǔ)言編寫的啟動(dòng)程序完成。啟動(dòng)程序是嵌入式程序的開頭部分，應(yīng)與應(yīng)用程序一起固化在序的開頭部分，應(yīng)與應(yīng)用程序一起固化在ROM中，應(yīng)首先在系統(tǒng)中，應(yīng)首先在系統(tǒng)上運(yùn)行的啟動(dòng)程序應(yīng)包含

11、各模塊中可能出現(xiàn)的所有段類，并合理安上運(yùn)行的啟動(dòng)程序應(yīng)包含各模塊中可能出現(xiàn)的所有段類，并合理安排他們的次序。排他們的次序。啟動(dòng)程序一般流程如下：?jiǎn)?dòng)程序一般流程如下：（1）設(shè)置入口指針設(shè)置入口指針（2）設(shè)置中斷向量設(shè)置中斷向量ARM要求中斷向量必須設(shè)置從要求中斷向量必須設(shè)置從0地址開始，連續(xù)地址開始，連續(xù)8*4字節(jié)的空間，字節(jié)的空間，分別是復(fù)位、未定義指令錯(cuò)誤、軟件中斷、預(yù)取指令中斷、數(shù)據(jù)存分別是復(fù)位、未定義指令錯(cuò)誤、軟件中斷、預(yù)取指令中斷、數(shù)據(jù)存取錯(cuò)誤、取錯(cuò)誤、IRQ、FIQ和一個(gè)保留的中斷向量和一個(gè)保留的中斷向量課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱1ARM系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程與系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程與X

12、86的對(duì)比研究的對(duì)比研究ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0ARM：基于基于ARM的芯片多數(shù)為復(fù)雜的片上系統(tǒng)，這種復(fù)雜系統(tǒng)里的芯片多數(shù)為復(fù)雜的片上系統(tǒng)，這種復(fù)雜系統(tǒng)里的多數(shù)硬件模塊都是可配置的，需要由軟件來(lái)設(shè)置其需要的工作狀的多數(shù)硬件模塊都是可配置的，需要由軟件來(lái)設(shè)置其需要的工作狀態(tài)。因此在用戶的應(yīng)用程序之前，需要由專門的一段代碼來(lái)完成對(duì)態(tài)。因此在用戶的應(yīng)用程序之前，需要由專門的一段代碼來(lái)完成對(duì)系統(tǒng)的初始化。由于這類代碼直接面對(duì)處理器內(nèi)核和硬件控制器進(jìn)系統(tǒng)的初始化。由于這類代碼直接面對(duì)處理器內(nèi)核和硬件控制器進(jìn)行編程，一般都是用匯編語(yǔ)言。一般通用的內(nèi)容包括：行編

13、程，一般都是用匯編語(yǔ)言。一般通用的內(nèi)容包括：中斷向量表中斷向量表初始化存儲(chǔ)器系統(tǒng)初始化存儲(chǔ)器系統(tǒng)初始化堆棧初始化堆棧初始化有特殊要求的端口設(shè)備初始化有特殊要求的端口設(shè)備初始化用戶程序執(zhí)行環(huán)境初始化用戶程序執(zhí)行環(huán)境改變處理器模式改變處理器模式呼叫主應(yīng)用程序呼叫主應(yīng)用程序課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱1ARM系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程與系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程與X86的對(duì)比研究的對(duì)比研究ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱2基于基于GDB的的uClinux內(nèi)核對(duì)移植分析與調(diào)試內(nèi)核對(duì)移植分析與調(diào)試uClinux內(nèi)核簡(jiǎn)介內(nèi)核簡(jiǎn)介uCLinux是是L

14、inux2.0核心的分支，是針對(duì)沒(méi)有核心的分支，是針對(duì)沒(méi)有MMU管理單元的管理單元的微控制器微控制器(ARM7TDMI)繼承了繼承了Linux的大多數(shù)特性的大多數(shù)特性多數(shù)的多數(shù)的Linux下應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序都可以在下應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序都可以在uClinux下運(yùn)行下運(yùn)行內(nèi)核精簡(jiǎn)內(nèi)核精簡(jiǎn)Kernel512KBKernel+root80k左右左右課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱2基于基于GDB的的uClinux內(nèi)核對(duì)移植分析內(nèi)核對(duì)移植分析與調(diào)試與調(diào)試ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0移植移植uClinux的主要工作的主要工作選擇處理器對(duì)應(yīng)的交叉編譯器選擇處理

15、器對(duì)應(yīng)的交叉編譯器選擇并修改選擇并修改Bootloader修改鏈接文件（修改鏈接文件（vmlinux-armv.lds.in），定位各個(gè)數(shù)），定位各個(gè)數(shù)據(jù)段據(jù)段定義系統(tǒng)定時(shí)器、控制臺(tái)（定義系統(tǒng)定時(shí)器、控制臺(tái)（Console）編寫中斷的控制函數(shù)編寫中斷的控制函數(shù)定義根文件系統(tǒng)定義根文件系統(tǒng)編寫其他系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)編寫其他系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱2基于基于GDB的的uClinux內(nèi)核對(duì)移植分析內(nèi)核對(duì)移植分析與調(diào)試與調(diào)試ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱2基于基于GDB的的uClinux內(nèi)核對(duì)移植分析內(nèi)核對(duì)移

16、植分析與調(diào)試與調(diào)試GDB：調(diào)試器調(diào)試器(比如象比如象GDB)能讓你觀察能讓你觀察另一個(gè)程序在執(zhí)行時(shí)的內(nèi)部活動(dòng)，或程序出錯(cuò)時(shí)發(fā)生了什么。另一個(gè)程序在執(zhí)行時(shí)的內(nèi)部活動(dòng)，或程序出錯(cuò)時(shí)發(fā)生了什么。GDB主要能為你做四件事主要能為你做四件事(包括為了完成這些事而附加的功能包括為了完成這些事而附加的功能)，幫，幫助你找出程序中的錯(cuò)誤。助你找出程序中的錯(cuò)誤。*運(yùn)行你的程序，設(shè)置所有的能影響程序運(yùn)行的東運(yùn)行你的程序，設(shè)置所有的能影響程序運(yùn)行的東西西*保證你的程序在指定的條件下停止。保證你的程序在指定的條件下停止。*當(dāng)你程序停止時(shí)，讓你檢查發(fā)生了么。當(dāng)你程序停止時(shí)，讓你檢查發(fā)生了么。*改變你的程序。那樣你可以試

17、著修正某個(gè)改變你的程序。那樣你可以試著修正某個(gè)bug引起的問(wèn)題，然后引起的問(wèn)題，然后繼續(xù)查找另一個(gè)繼續(xù)查找另一個(gè)bug.ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱2基于基于GDB的的uClinux內(nèi)核對(duì)移植分析內(nèi)核對(duì)移植分析與調(diào)試與調(diào)試ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱2基于基于GDB的的uClinux內(nèi)核對(duì)移植分析內(nèi)核對(duì)移植分析與調(diào)試與調(diào)試ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱3嵌入式嵌入式

18、BootLoader的移植分析的移植分析1 BootLoader是什么？是什么？BIOS2 為什么需要為什么需要BootLoader?BIOSBootLoader3 在什么地方需要在什么地方需要BootLoader?PC嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱4嵌入式嵌入式Linux操作系統(tǒng)的移植與研究操作系統(tǒng)的移植與研究1PC機(jī)上的機(jī)上的Linux與嵌入式與嵌入式Linux的區(qū)別的區(qū)別？?jī)?nèi)核內(nèi)核2 安裝過(guò)程的區(qū)別安裝過(guò)程的區(qū)別？PC機(jī)簡(jiǎn)單機(jī)簡(jiǎn)單嵌入式系統(tǒng)：要根據(jù)不同的嵌入式系統(tǒng)：要根據(jù)不同的CPU而進(jìn)行而進(jìn)行3 模塊的區(qū)別模塊的區(qū)別？PC機(jī)簡(jiǎn)單機(jī)簡(jiǎn)單嵌入式系統(tǒng)：要根據(jù)不同的應(yīng)用而進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)：要根據(jù)不同的應(yīng)用而進(jìn)行ARM 嵌 入 式 技 術(shù)Version 1.0Version 1.0課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容提綱5嵌入式嵌入式Linux下的圖形化窗口下的圖形化窗口QT的移植與研究的移植與研究1 Linux系統(tǒng)下的圖形化窗口的概念系統(tǒng)下的圖形化窗口的概念 和和windows完全不同完全不同2Linux系統(tǒng)下的圖形化窗口的種類系統(tǒng)下的圖形化窗口的種類KDEGNOME3嵌入式系統(tǒng)下的圖形化窗口：嵌