1、嵌入式系统课程设计报告书郑州航空工业管理学院嵌入式系统课程设计报告题目：基于SKYEYE的嵌入式Linux系统设计20 20 第学期院系： 姓名： 专业： 学号： 指导老师： 一、 引言-3二、 设计目的-3三、 设计要求-3四、 课程设计报告内容-4五、 总体设计-9六、 总结-9七、 参考文献-9一、引言随着3C融合进程和我国传统产业结构升级的加速，人们对设备越来越高的应用需要已经无法满足当前和未来高性能的应用与发展需求。显然，嵌入式系统的软硬件技和开发手段，正日益受到重视，成为各领域技术创新的重要基础。目前，嵌入式系统是近年来发展很快的计算机方面的学科方向，并迅速渗透到控制、自动化、仪器
2、仪表等学科。嵌入式方向包括了软硬件协同设计、嵌入式体系结构、实时操作系统、嵌入式产品设计等方面的知识，大于当代大学生，更需要掌握嵌入式系统设计的典型开发工具和开发核心技术。对于嵌入式市场的发展来说，中国市场的意义更加重大。中国市场对于嵌入式互联网这场革命来说非常关键。勃勃的生机，很好的产业互动，良好的协作精神，中国现在正在形成一个健康的嵌入式的发展模式和转型模式。中国可能是一个引入点，嵌入式市场现在中国蓬勃发展，然后辐射到全球其他地区。二、设计目的通过对嵌入式系统的基本知识及相关概念的了解，在熟悉Linux操作系统的基础上，利用SKYEYE仿真软件，对嵌入式系统的开发过程进行软件仿真，从而掌握
3、嵌入式Linux系统开发中的主要方法。具体地，在设计过程中，达到以下目标：掌握嵌入式Linux系统基础部分的U-Boot软件、Linux内核的配置、编译与应用；掌握BusyBox软件及根文件系统的制作方法；掌握SKYEYE软件的使用方法，通过SKYEYE仿真软件运行U-Boot文件、vmLinux文件映像及根文件系统root.cramfs映像。 最终，能在掌握嵌入式系统开发过程及SKYEYE软件使用方法的基础上，建立更有效的嵌入式系统开发方法，提高嵌入式系统的开发与应用的效率。三、设计要求1. 任务要求要求能独立地分析题目意义、设计实现步骤、制作相关软件、调试嵌入式系统“三大基础部分”。该设计
4、的具体要求如下：（1） 建立VMWARE虚拟机。（2） 安装Linux RHEL AS4操作系统环境。（3） 建立Windows操作系统与Linux操作系统的共享功能。（4） 建立交叉编译环境；安装SKYEYE仿真软件。（5） 配置并编译U-Boot-1.3.2软件。（6） 配置并编译Linux-2.6.14内核源代码。（7） 制作Linux根文件系统。（8） 使用SKYEYE仿真嵌入式系统的运行。2. 设计所需的软硬件设备（1）硬件环境配置计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上内存：1GB及以上（2）软件环境配置操作系统：Microsoft Windows XP Profes
5、sional Service Pack 2虚拟机：VMware WorkStation 7Linux系统：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)嵌入式交叉编译器：arm-linux-gcc 3.4.4版本Linux内核版本：Linux-2.6.14SKYEYE版本：skyeye-1.2.4U-Boot版本：U-Boot-1.3.2BusyBox版本：BusyBox-1.2.0四、课程设计报告内容1. 建立VMWARE虚拟机。1) 双击VMware Workstation的安装程序图标，运行安装程序，进入VMware虚拟机的安扎un个的初始加载界面。
6、2) VMware 虚拟机的初始加载结束后，进入安装向导界面，点击进入下一步。3) 安装类型：选择Typical，在点击进入下一步。4) 设定程序安装路径，点击“change.”按钮，可以选择更改默认的安装路径，然后设置成自己需要安装的程序路径。在选定安装路径之后，点击进入下一步。5) 提示安装程序是需要创建的快捷图标（桌面图标、开始菜单中的程序文件夹及快速启动工具图标等三项），按默认的设置即可，不需要改动，点击进入下一步。6) 确认前面各个步骤中设置的项目是否正确，并准备进入正式的安装过程。在这里选择直接点击“continue”按钮进入正式安装过程。7) 安装完毕后，填写注册信息，这里需要产
7、品注册码，按要求将对应各项填写完之后，直接点击“enter”进行注册信息，并进入下一步。8) 重新启动计算机，完成VMware虚拟机的安装，这里直接点击“restart now”按钮，重新启动系统。9) 系统重新启动后，点击“开始”“所有程序” “VMware” “ VMware Workstation”，运行虚拟机。2. 安装Linux RHEL AS4操作系统环境。1) 在VMware虚拟机的运行界面中，点击菜单栏中的“File”项，在弹出下拉菜单中选“New”项，再点选弹出菜单的“Virtual Machine”项。出现新的虚拟机向导。2) 安装向导提供两个选项：典型（Typical）安
8、装与自定义安装（Custom）。这里默认的选项是使用自定义安装，直接点击进入下一步。3) 选择VMware虚拟机平台，不同的VMware虚拟机平台支持的硬件特性不同，这里选择Workstation 6.57.0，点击进入下一步。4) 选择要安装的Linux操作系统光盘镜像，同时使用VMware虚拟机的“Easy Install”功能自动安装Linux操作系统。选择第一张安装光盘，然后点击进入下一步。5) 设置安装的Linux系统的用户名和密码信息。点击进入下一步。6) 设置Linux虚拟机的显示名称及安装路径。安装路径根据自己的情况选择Linux系统在用户本机上实际的安装路径。Linux虚拟机
9、名称在这里是默认的。点击进入下一步。7) 配置虚拟机使用的处理器，配置处理器数量，处理器的内核器，这里使用默认设置：一个单核处理器，点击。8) 配置虚拟机使用的存储器空间，按照默认设置，点击。9) 设置网络类型，按照默认设置，点击。10) 设置I/O适配器类型，按照默认设置，点击。11) 创建一个虚拟磁盘，在其上安装Linux操作系统，按照默认设置，点击。12) 选择使用的磁盘类型，按照默认设置，点击。13) 设置硬盘的空间大小，按照默认设置，点击。14) 设定存储磁盘文件的路径，具体路径可以根据自己的情况进行选择，完成后点击。15) 对话框汇总了前面的设置项目，如果没有错误，不惜要修改，直接
10、点击“Finish”按钮，进行Linux系统的安装。16) 第一张光盘安装完毕后，需要第二张安装光盘的镜像，点击右下方的“Change Dise”，在弹出的对话框点击“Browse”，在弹出的对话框选择第二张安装光盘的镜像，然后返回之前的界面点击“OK”，继续安装。第二张安装完毕后，同样的方法选择第三张、第四张光盘安装。完成后又需要第一张光盘安装，同样的方法。17) Linux系统安装完毕后会自动启动，出现登录页面。输入用户名root、口令，进入Linux系统的桌面环境，可以看出来，RedHat Linux系统运行在VMware环境中，这与独立安装的RedHat Linux系统相比几乎没有差别
11、。下面安装RedHat Linux系统的应用程序软件包18) 为了能正常安装Linux应用程序，需要进行光盘选项设置，双击右下角的“CD/DVD2（IDE）”图标，选中右侧的“connected”，点击ok返回。19) 添加相应的应用程序。点击“Application”“System Setting”“Add/Remove Application”菜单。弹出的“程序包管理器”窗口，这里选择“windows file”一项，点击“update”进入下一步。弹出的窗口点击“continue”，进入下一步，程序自动安装。在安装过程中不断出现更换光盘镜像的提示，按弹出的对话框内容更换相应的关盘镜像即可
12、，知道安装完毕。20) 点击“Action”“Log Out”，注销系统，是安装的程序包可用。3. 建立Windows操作系统与Linux操作系统的共享功能。（samba服务）1) 点击Applicationsystem settingsecurity level，弹出security level configuration的对话框。2) 在对话框中，将“security level”项设置为”disable firewall”,既无防火墙。3) 点击Applicationsystem settingserver settingsamba，在samba server configuration
13、的配置界面中显示的配置内容为空，说明还没有配置samba服务器。4) 点击ADD，添加一个samba服务共享。弹出的对话框中，选择Basic选项卡：在Directory文本框中输入/home/zcent；在Share name文本框中输入zcnet；在Basic Permission选项中选择Read/Write。切换到Access选项卡中，选择“Allow access to everyone”。5) 在samba server configuration窗口中，点击perferenceserver setting，弹出“服务器设置”对话框，在其中进行服务器设置。6) Basic选项卡中，按
14、默认内容设置“workgroup”与“description”。Security选项卡中，“authentication mode”选择“share”，“encrypt passwords”选择“no”，“guest account”选择“no guest account”。7) 设置/home/zcent文件夹的属性，在permissions的owner、group、others项全选。8) 设置samba服务器IP地址。点击applicationssystem toolsnetwork device control，弹出网络设备控制对话框，点击“etho”设备，确认“status”栏的内容
15、为“active”，再点击右边的“configure.”按钮。随后显示的“网络配置”对话框，显示了已有的网络设备。9) 配置网络属性。在windows操作系统环境下，右键点击“网上邻居”图标，在弹出的“网络连接”对话框中，右键点击“vmware network vmnet8”，查看它的IP地址，下面将相关的IP地址都配置在同一网段中。在虚拟机的网络配置对话框中，选中“etho”设备，确认“profile”栏下面的选择框是选中的，然后点击上面的“Edit”图标按钮，弹出以太网对话框。选中下面的statically set IP addesses，在Addess项填入的IP地址要与windows在
16、同一网段，subnet mask项填255.255.255.0。10) 点击VMware虚拟机的VM菜单，选择setting项，在弹出的对话框中，在hardware选项卡中左侧选择network adapter项，相应的，在右侧的network connection中选择“NAT: used to share the hosts IP addess ”项，同时，在“devices status”框中选择“connected”和“connect at power on”项。11) 启动samba服务器，启动终端，输入service smb start。12) 在windows下访问共享文件夹/h
17、ome/zcent，在windows系统中，点击“开始”“运行”，输入samba服务器的IP地址，点击“确定”，就可看到Linux系统下的共享文件夹/home/zcent.4. 建立交叉编译环境；安装SKYEYE仿真软件。1) 在终端运行：tar xjvf arm-linux-tools-20061213.tar.gz C/home2) 在终端运行：vi/root/.bashrc3) 编辑/root/.bashrc文件，在最后一行添加export PATH=$PATH:/home/usr/local/bin.4) 注销Redhat系统，重新登录，使以上设置生效。启动终端，在命令行输入arm-l
18、inux-gcc v，若出现Thread model：poslx gcc verdion 3.4.4 即为说明交叉编辑环境已经成功安装。5) 将下载的skyeye-1.2.4_Rel.tar.gz源代码压缩文件放在/home/ilovechina路径下，然后运行如下命令进行解压缩：tar xzvf skyeye-1.2.4_Rel tar.gz.6) 在当前目录会建立一个名为skyeye-1.2.4的文件夹，进入文件夹运行make。系统会自动编译SKYEYE源代码，在输出信息中出现“The binary file located at binary/skyeye,enjoy it”提示语句时说
19、明已经编译并且安装SKYEYE成功，得到的可执行二进制skyeye文件也已存放在skyeye-1.2.4/binary目录中。5. 配置并编译U-Boot-1.3.2软件。1) 将下载的U-Boot-1.3.2放在/home目录中，并解压其源代码包至当前目录中，运行:tar xjvf u-boot-1.3.2.tar.bz2 C/2) 进入U-Boot-1.3.2的目录，运行如下命令配置编译环境：make smdk2410_config CROSS_COMPILE=arm-linux-,再运行如下命令选择嵌入式交叉编译工具并进行编译：nake CROSS_COMPILE=arm-linux-6
20、. 配置并编译Linux-2.6.14内核源代码。1) 下载Linux-2.6.14.tar.bz2文件，将其存放在/home目录下，在终端运行解压缩：tar xjvf linux-2.6.14.tar.bz22) 进入内核解压缩后的目录/home/linux-2.6.14，使用VI编辑器打开该目录文件下的Makefile文件，修改第192行和193行，分别指令编译的内核架构与使用的交叉编译工具。rootlocalhost home#cd linux-2.6.14rootlocalhost linux-2.6.14#vi MakefileARCH ?=armCROSS_COMPILE ?=/h
21、ome/usr/local/bin/arm-linux-3) 运行如下命令启动内核配置菜单：rootlocalhost linux-2.6.14#cp arch/arm/configs/smdk2410_defconfig .configrootlocalhost linux-2.6.14#make ARCH=arm ,menuconfig4) 基本的配置选项：a) 选中code maturity level options,选择select only drivers expected to compile cleanlyb) general setup按照默认设置不做修改。c) 选中Load
22、able module support,取消Enable loadable modual support和Automatic kernel module loading选项。d) 选中System Type,不选S3C2410 DMA support项，需要选择support thumb user binaries:在S3C24XX Implementations中选择SMDK2410/A9M2410项。e) Bus support按照默认设置不做修改。f) Kernel Features项按照默认全部置空。g) 选中Boot options，将Default kernel command s
23、tring的内容修改为root=/dev/ram comsole=ttySAC0 initrd=0xc0800000,0x00800000 ramdisk_size=2048 mem=32Mh) 选中Floating point emulation,取消NEFPE math emulation选项。i) Userspace binary formats选项按照默认设置不做修改。j) 选中Power management options项，取消“power management support”和“advanced power management emulation”的设置。k) Networ
24、king按照默认设置不做修改。l) Device Drives选项，确保block devices中的RAM Disk support和Initial RAM disk(initrd)support选项被选中。m) File system按照默认设置不做修改。n) Profiling support默认设置置空，不修改。o) Kernel hacking项中，修改为（16）Kernel log buffer size()p) Security options按照默认设置不做修改。q) Cryptographic options 按照默认设置全部置空。r) Library routines项，只
25、选中最后一项CRC32c (Castagnoli ,et al)Cyclic Redundancy-Checks) 选中“Save Configuration to an Alternate File”,保存至.config文件中。5) 配置完之后如下编译：rootlocalhost linux-2.6.14#make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-7. 制作Linux根文件系统。1) 将下载的busybox-1.2.0.tar.bz2压缩文件放在Linux系统中的/home/ilovechina目录中，在终端运行：rootlocalhost # cd /h
26、ome/ilovechinarootlocalhost ilovechina# tar xjvf BusyBox-1.2.0.tar.bz2rootlocalhost ilovechina# cd BusyBox-1.2.02) 配置BusyBox选项3) 创建根文件系统的dev目录rootlocalhost BusyBox-1.2.0# mkdir _install/devrootlocalhost BusyBox-1.2.0# cp /dev/ttyS0 /dev/console /dev/ram0 _install/dev/ -a4) 创建根文件系统的etc等目录及配置文件rootloc
27、alhost BusyBox-1.2.0# cd _installrootlocalhost _install# ./make_rootfs.shrootlocalhost _install# cd .rootlocalhost BusyBox-1.2.0#5) 创建EXT2格式的文件系统映像rootlocalhost BusyBox-1.2.0# cd if=/dev/zero of=./initrd.img count=2048 bs=1024rootlocalhost BusyBox-1.2.0# mak2fs F m0 initrd.img6) 添加initrd.img文件系统映像的内
28、容。rootlocalhost BusyBox-1.2.0# mkdir ./mnt/rootfsrootlocalhost BusyBox-1.2.0# mount initrd.img /mnt/rootfs/ -o looprootlocalhost BusyBox-1.2.0# cp _install/* /mnt/rootfs/ -arootlocalhost BusyBox-1.2.0# umont /mnt/rootfs8. 使用SKYEYE仿真嵌入式系统的运行。1) 复制vmlinux到SKYEYErootlocalhost linux-2.6.14# cp vmlinux /
29、home/ilovechina/skyeye-1.2.4/binary/2) 建立skyeye.conf配置文件rootlocalhost binary# vi skyeye.conf3) 复制文件系统initrd.img到SKYEYErootlocalhost ilovechina# tar xjvf syeye-testsuits-2.3.tar.bz2rootlocalhost ilovechina# cd skyeye-testsuits-2.3/linux/s3c2410/s3c2410x-2.6.14/rootlocalhost skyeye-testsuits-2.3# cp initrd.img ./skyeye-1.2.4/binary4) 使用SKYEYE仿真Linux系统rootlocalhost skyeye-testsuits-2.3# cd ./skyeye-1.2.4/binaryrootlocalhost binary# ./skyeye e vmlinux可以观察到在屏幕上先出现的SKYEYE配置信息，然后是内核的启动信息。在Linux 操作系统内核启动完毕后，将进入she
