基于嵌入式智能家居遠程控制器設(shè)計答辯課件

基于嵌入式智能家居

遠程控制器設(shè)計

答辯學生：劉淑輝（07級計算機科學與技術(shù)專業(yè)）摘要本文研究了基于linux嵌入式操作系統(tǒng)，以使用arm2440為CPU的ARM9嵌入式開發(fā)板為硬件基礎(chǔ)，以LINUXREDHAT5為系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，以arm-linux-gcc4.3.2為交叉編譯環(huán)境以FriendlyARMMini2440DevelopmentBoard為系統(tǒng)運行環(huán)境的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。通過詳細的系統(tǒng)設(shè)計過程，制定系統(tǒng)，包括嵌入式操作系統(tǒng)linux內(nèi)核的定制、bootloader的移植、linux內(nèi)核的移植、文件系統(tǒng)的移植，并將其進行解析，將相應的命令根據(jù)通信協(xié)議轉(zhuǎn)化為相應的控制信號，接入控制電路從而控制相應的電器。本裝置采用了四盞燈模擬家中的各種電器，通過遠程的機算機來控制家里的電器。

功能模塊設(shè)計bootloader的移植

1配置和編譯linux內(nèi)核2配置和移植文件系統(tǒng)3驅(qū)動開發(fā)4友善之臂圖示：友善之臂主要設(shè)計方法文件系統(tǒng)的制作，移置linux2.6內(nèi)核裁剪，移置bootloader移置建立Linux開發(fā)環(huán)境程序測試

Bootloaderstage1(匯編部分)

固件（fireware)中的boot代碼Bootloader的組成stage2(C部分)

Bootloader硬件設(shè)備初始化拷貝BootLoader的stage2到RAM空間中為加載BootLoader的stage2準備RAM空間stage1(匯編部分)

設(shè)置好堆棧跳轉(zhuǎn)到stage2的C入口點Bootloader初始化本階段常用的硬件設(shè)備內(nèi)存映射－－mmap將kernelimage文件和根文件系統(tǒng)image從flash讀到RAM空間stage2(C部分)

為內(nèi)核設(shè)置啟動參數(shù)調(diào)用內(nèi)核Bootloader的種類Bootloader的實現(xiàn)大致可以分為以下幾類：1.Vivi由三星提供，韓國mizi公司原創(chuàng)，開放源代碼，必須使用arm-linux-gcc進行編譯，目前已經(jīng)基本停止發(fā)展，主要適用于三星S3C24xx系列ARM芯片，用以啟動Linux系統(tǒng)，支持串口下載和網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)啟動等常用簡易功能。Bootloader的種類3.BlobBlob(BootLoaderObject)是由Jan-DerkBakkerandErikMouw發(fā)布的，是專門為StrongARM構(gòu)架下的LART設(shè)計的BootLoader。Blob支持SA1100的LART主板，但用戶也可以自行修改移植。Blob也提供兩種工作模式，在啟動時處于正常的啟動加載模式，但是它會延時10秒等待終端用戶按下任意鍵而將Blob切換到下載模式。如果在10秒內(nèi)沒有用戶按鍵，則Blob繼續(xù)啟動Linux內(nèi)核。Bootloader的移植將vivi的源代碼包復制到某一個目錄，進入該目錄，運行以下命令：#tarxvzfvivi.tgz執(zhí)行該命令將把vivi源代碼解壓到目錄，進入vivi源代碼目錄，執(zhí)行：#makeclean#makemenuconfig一般不需要更改任何配置，直接退出，然后執(zhí)行“make”開始編譯，執(zhí)行結(jié)果如下：#makeARCH=armCROSS_COMPILE=arm-linux-此時已經(jīng)在當前目錄下生成了vivi，把vivi燒寫到目標板的NandFlash運行。配置和編譯linux內(nèi)核1主

機：VMWare—redhat9

2開發(fā)板：Mini2440--64MBNand

3編譯器：arm-linux-gcc-4.3.2移植環(huán)境linux內(nèi)核的組成部分進程調(diào)度

內(nèi)在管理

虛擬文件系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)接口

進程通信

Linux內(nèi)核移植過程（1）將所有文件復制到工作目錄下，然后解壓內(nèi)核文件和編譯器文件。（2）為內(nèi)核打補丁。（3）修改Makefile，修改編譯環(huán)境。（4）修改machineID。如果這一步省略，會在移植到開發(fā)板后Bootloader引導的時候出現(xiàn)機器ID錯誤的現(xiàn)象。出錯的ID號將以十六進制給出，將其轉(zhuǎn)化為十進制，替換mach-types文件中的對應項。這里移植后報的錯誤是0xFB，即對應十進制251。（5）制作uImage文件。在內(nèi)核目錄下建議一個名為mkimage的文件（6）對內(nèi)核進行配置。執(zhí)行makeat91rm9200dk_defconfig實際上就是完成對內(nèi)核的配置。（7）編譯內(nèi)核生成映像文件。Linux內(nèi)核移植過程內(nèi)核移植過程圖文件系統(tǒng)的配置與移植根文件系統(tǒng)是linux啟動時使用的第一個文件系統(tǒng)，沒有根文件系統(tǒng)性，linux將無法正常啟動。根文件系統(tǒng)由一系列目錄組成，目錄中包括了應用程序，C庫以及相關(guān)的配置文件。文件系統(tǒng)的配置與移植

Linux支持多種文件系統(tǒng)，常用的基于存儲設(shè)備的文件系統(tǒng)類型包括：jffs2,yaffs,cramfs,等。本次設(shè)計采用的是yaffs2。

yaffs2是專為嵌入式系統(tǒng)使用NAND型閃存而設(shè)計的一種日志型文件系統(tǒng)。與jffs2相比，它減少了一些功能(例如不支持數(shù)據(jù)壓縮)，所以速度更快，掛載時間很短，對內(nèi)存的占用較小。另外，它還是跨平臺的文件系統(tǒng)，除了Linux和eCos，還支持WinCE,pSOS和ThreadX等。文件系統(tǒng)移植過程1.創(chuàng)建根文件系統(tǒng)的目錄2.創(chuàng)建設(shè)備文件3.安裝/etc4.編譯內(nèi)核模塊5.安裝內(nèi)核模塊6.配置busybox7.編譯，安裝busbox8.制作yaffs文件系統(tǒng)映象Linux驅(qū)動開發(fā)驅(qū)動程序在Linux內(nèi)核里扮演著特殊的角色.它們是截然不同的“黑盒子”,使硬件的特殊的一部分響應定義好的內(nèi)部編程接口.它們完全隱藏了設(shè)備工作的細節(jié).用戶的活動通過一套標準化的調(diào)用來進