嵌入式系统移植的简单介绍
PetaLinux操作系统特点和结构及其移植方法
PetaLinux 操作系统特点和结构及其移植方法
随着性能的逐渐提高以及成本的不断降低，FPGA 在嵌入式领域的应用日益广泛。
本文介绍了PetaLinux 操作系统的特点和目录结构，并分析了基于MLD 的BSP 自动生成技术，最后总结了PetaLinux 操作系统移植的具体方法。
这对设计基于MicroBlaze 处理器的嵌入式系统具有重要指导意义。
FPGA 生产商Xilinx 公司提供了全面的嵌入式处理器解决方案，包括PowerPC、MicroBlaze 和PicoBlaze 三款RISC 结构的处理器核。
其中，MicroBlaze 是32 位嵌入式软核处理器解决方案，支持CoreConnect 总线的标准外设集合，具有兼容性、可配置性以及重复利用性，能够根据成本和性能
要求提供高性价比的处理性能。
支持MicroBlaze 处理器的嵌入式操作系统很多，比如uc／osII、BuleCat ME Linux、RTA MB、ThreadX、PetaLinux 等等。
本文介绍了PetaLogix 公司发布的PetaLinux 操作系统，并分析了Xilinx 公司所使用BSP 自动生成技
术。
最后总结出PetaLinux 操作系统在MicroBlaze 平台上的移植方法和步
骤。
3、嵌入式操作系统介绍
——ARM与C/OS-Ⅱ
北京航空航天大学 智能嵌入式技术工作室
王田苗 魏洪兴
1
第四讲、嵌入式实时操作系统分析
一、操作系统概述 二、嵌入式实时操作系统C/OS 三、嵌入式Linux简介 四、WinCE
2
一、操作系统的发展
串行处理 简单批处理系统——IBMSYS 多通道程序批处理系统 分时操作系统 实时操作系统
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任务控制块结构
Struct os_tcb {
OS_STK *OSTCBStkPtr;
struct os_tcb *OSTCBNext; struct os_tcb *OSTCBprev;
事件控制块的指针
OS_EVENT *OSTCBEventPtr;
void
*OSTCBMsg;
INT16U OSTCBDly; INT8U OSTCBStat;
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µC/OS-II提供的系统服务
信号量 带互斥机制的信号量
减少优先级倒置的问题 事件标志 消息信箱 消息队列 内存管理 时钟管理 任务管理
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µC/GUI and µC/FS
µC/GUI 嵌入式的用户界面 用ANSI C书写 支持任何8, 16, 32-bits CPU 彩色，灰、度，等级或黑白显示 代码尺寸小
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批处理操作系统
工作方式： 用户将作业交给系统操作员 系统操作员将许多用户的作业组成一批作业 之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接
的连续的作业流 启动操作系统 系统自动、依次执行每个作业 最后由操作员将作业结果交给用户
4
分时操作系统
工作方式:
一台主机连接了若干个终端 每个终端有一个用户在使用 交互式的向系统提出命令请求 系统接受每个用户的命令 采用时间片轮转方式处理服务请求 并通过交互方式在终端上向用户显示结果 用户根据上步结果发出下道命令
嵌入式通俗理解
嵌入式系统可以被通俗理解为以计算机技术为基础、并且软件硬件可裁剪的一种专用计算机系统。
它通常应用在那些对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的场合，例如智能家电、工业自动化、医疗设备、通信设备等。
嵌入式系统是软件和硬件的结合，它通常是针对某种特定应用进行特殊定制的，因此它的硬件部分通常比通用计算机系统更加精简，并且需要集成相应的接口和驱动程序。
而软件方面，嵌入式系统通常需要直接对硬件进行编程，以实现对特定功能的控制和管理。
嵌入式系统的开发过程通常也不同于传统的软件开发，它需要硬件工程师和软件工程师紧密合作，共同完成系统的开发和调试。
嵌入式系统的开发工具和开发环境通常也需要针对特定的硬件平台进行定制，以提供高效的开发和调试环境。
嵌入式系统的发展和应用领域不断扩大，随着计算机技术和通信技术的发展，嵌入式系统已经深入到各种应用领域中，例如智能交通、医疗设备、智能家居、工业自动化等等。
这些应用领域的发展也促进了嵌入式系统的不断发展和创新。
对于用户来说，嵌入式系统提供了一种灵活的解决方案，它可以满足各种不同的应用需求，并且可以提供更高的可靠性和安全性。
同时，嵌入式系统的开发过程也具有挑战性，它需要硬件工程师和软件工程师紧密合作，共同完成系统的开发和调试，这需要开发人员具有广泛的知识和技能。
总的来说，嵌入式系统是一种专门为特定应用而设计的计算机系统，它具有独特的优势和特点，如可靠性高、成本低、体积小、功耗低等。
随着计算机技术和通信技术的发展，嵌入式系统已经深入到各种应用领域中，并且不断发展和创新。
基于STM32单片机的uCOS-II操作系统移植
第６期２０２０年１２月机电元件ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＶｏｌ ４０Ｎｏ ６Ｄｅｃ ２０２０收稿日期：２０２０－１０－２０基于ＳＴＭ３２单片机的ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统移植张中前（贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳，５５０００９） 摘要：网络技术和信息技术的发展，嵌入式系统应用越来越普及，嵌入式设备的应用也越来越多。
ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ广泛应用于路由器、飞行器及工业控制等。
ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统执行效率高，占用存储空间少，具有实时性及可扩展性等优点，在小型嵌入式设备中具有广泛应用。
本文介绍了基于ＡＲＭＣＯＲＴＥＸＭ３系列单片机上的ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ移植，对电子控制组件的设计具有参考作用。
关键词：实时操作系统；ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ；内存管理；任务管理；ＳＴＭ３２；移植Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０２０．０６．０１５中图分类号：ＴＮ７８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－６１３３（２０２０）０６－００５７－０５１ 引言操作系统是裸机的第一层软件，操作系统直接运行在硬件上，上层软件通过提供应用程序接口（ＡＰＩ函数），实现对底层硬件的访问，同时，通过操作系统实现对多个上层应用软件（任务）管理，实现对硬件ＣＰＵ管理、存储管理、Ｉ／Ｏ接口管理及文件管理，如图１所示。
图１ 操作系统功能组成示意图 ＳＴＭ３２系列单片机以其优良的价格，大容量的ＦＬＡＳＨ及ＲＡＭ存储空间，极易用于较为复杂的控制系统；在ＳＴＭ３２单片机上进行ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ实时操作系统的移植，提高了产品的设计灵活性，实现较为复杂的系统功能；通过将开源的ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ移植在ＳＴＭ３２单片机上，以其较为低廉的硬件成本获得较高的使用性能，具有良好的应用前景。
２ ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统２．１ ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统的基本特征ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ是一个完整的、可移植、可固化、可剪裁的基于优先级调度的抢占式实时多任务操作系统；它能够在外界事件或数据产生时，能够接收图２ ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ文件结构示意图并以足够快的速度响应，其处理的结果又能够在规定的时间内输出，并控制所有实时任务协调、一致运行。
嵌入式实时操作系统uc_OS_在MSP430F149上的移植应用
栈的上下文保存结构与任务切换的实现密切相
关， 所以， 在设计堆栈的上下文结构的时候， 必须
把能方便和快速地实现任务切换作为一个重要
因素来考虑。
４．３ ＯＳＳｔａｒｔＨｉｇｈＲｄｙ 的实现。操作系统初始
PetaLinux操作系统在MicroBlaze系统中的移植解析
PetaLinux操作系统在MicroBlaze系统中的移植解析PetaLinux操作系统在MicroBlaze系统中的移植解析大多使用linux的人都对WINE程序比较熟悉，WINE程序是可以在不需要Windows的情况下使用Windows的软件。
下面是店铺整理的关于PetaLinux操作系统在MicroBlaze系统中的移植，希望大家认真阅读!FPGA生产商Xilinx公司提供了全面的嵌入式处理器解决方案，包括PowerPC、MicroBlaze和PicoBlaze三款RISC结构的处理器核。
其中，MicroBlaze是32位嵌入式软核处理器解决方案，支持CoreConnect总线的标准外设集合，具有兼容性、可配置性以及重复利用性，能够根据成本和性能要求提供高性价比的处理性能。
支持MicroBlaze处理器的嵌入式操作系统很多，比如uc/os—II、BuleCat ME Linux、RTA MB、ThreadX、PetaLinux等等。
本文介绍了PetaLogix公司发布的PetaLinux操作系统，并分析了Xilinx公司所使用BSP自动生成技术。
最后总结出PetaLinux操作系统在MicroBlaze平台上的移植方法和步骤。
1 PetaLinux操作系统介绍PetaLinux操作系统是面向MicroBlaze软核处理器的全功能嵌入式Linux操作系统。
其发布采用了“all inone”的整合方式，将针对MicroBlaze处理器定制的Linux2.4/z.6内核源码、U—boot源码、相关的开发工具以及开发板参考硬件平台配置，集成在一个压缩包内发行，极大地方便了开发人员的使用。
该操作系统主要具有以下几大特点：①针对FPGA嵌入式开发的特点采用了板级支持包。
②自动生成工具，可以根据用户定义的嵌入式硬件平台信息自动生成板级支持包，简化了操作系统的移植。
③PetaLinux发布的源码树中包含了部分常用IP核的驱动程序(如GPIO、EthernetLite、UartLite等)，减少了用户移植、编写驱动程序的工作量。
嵌入式linux系统分析及snmpd移植
基于Linux/Net-Snmp构建DMS系统图1显示了典型的DMS系统结构图，其中中央电脑与DMS控制器之间的通信必须是基于NTCIP的。
同时，我们也可以在现场直接通过串口来控制控制器。
图1：典型的DMS系统框架在应用层，NTCIP建议使用SNMP协议来管理网络内的不同终端。
SNMP的工作模式是基于管理工作站/代理模式的。
运行网络管理程序的主机成为管理工作站，就是NTCIP网络内的中央电脑（管理中心）；运行代理程序的网络设备就是我们的代理，也就是我们这里的DMS控制器。
SNMP的数据以一种标准化的层次结构进行布置。
这种强制的组织方式使数据空间既保持了通用性又保持了可扩展性。
命名的层次结构由MIB（管理信息库）组成，它是描述通过SNMP可访问的数据的结构化文本文件。
MIB包含了对特定数据变量的说明，数据变量用被称作对象标识符（OID）的名字来引用。
但是MIB只是一个给管理数据命名的约定。
SNMP名字空间和设备实际状态之间的映射关系必须由代理端代码支持才有用（包括代理的扩展开发和代理的应用程序开发）。
一、Net-Snmp在网络设备上我们使用的是基于Linux的net-snmp。
net-snmp除了提供用于响应管理站的代理程序snmpd外，还提供了一些命令行工具和一个可用于开发支持SNMP的应用程序的库组成。
在linux下通过命令行可以很方便的调用这些工具，在我们进行代理端的扩展开发时，可以使用它们来进行测试。
而开发下位机应用程序时，使用的就是该库提供的API。
下面的工作主要是在PC-Linux上完成的，在后续的工作中会逐渐的把它移植到嵌入式的开发板上。
安装完Net-Snmp后，我们需要修改代理的配置文件snmpd.conf，图2是修改前和修改后的对比。
首先ip地址的修改是指明snmpd支持的主机（即可以访问本代理的主机）；把MyROGroup改成MyRWGroup，这样代理就支持了管理站对自己的写（set）操作。
简述嵌入式软件可移植性设计技术
摘要：嵌入式系统是建立在一个特定的硬件及软件平台上，为特定功能需求而开发的专用、高效的系统，因此嵌入式软件通常与硬件及系统软件平台密切关联，耦合度大。随着嵌入式系统的发展，以嵌入式操作系统及CPU为主要技术指标的嵌入式技术向着多元化方向发展，升级换代速度加快。嵌入式系统的平台变更可能性增大、频率加快。为适应这种变化，嵌入式应用软件应具备较强的可移植性。
3.1.3图形库
图形库对于GUI软件比较重要，直接关系到嵌入式软件的可移植性。选择一种图形库时，除了了解功能外，还需了解它的可移植性以及是否开源等。在同等的情况下，优先采用可移植性好的、开源的图形库。对于大型及长期需要维护的软件，技术可行情况下，可以考虑自己开发图形库接口。
3.2软件设计考虑
软件需分离与系统平台相关的代码，通过简洁的接口与平台交互，减少与系统平台的耦合度，理想情况下，当移植到新的平台时，只需修改与平台相关代码。隔离平台相关的代码，最常用的方法是采用分层的软件设计技术，最典型的例子有TCP/IP协议族的实现及LINUX内核。
编程语言包括语言规则以及标准库函数，软件的可移植性，最重要的就是编程语言的可移植性。计算机编程语言有几十种，嵌入式系统一般采用汇编、C、C++、Ada等，汇编语言移植性最差，不同的CPU指令集不同；C语言移植性最强，不同平台上都有支持ISO/IEC9899-1：1994标准（一般简称C89）的各种编译器；C++移植性也比较好，但由于C++语言比较复杂，目前各编译器并不能完全支持C++99-ISO标准；Ada一般用于防务及航空领域，应用范围小。
2.1适应系统平台的变化
嵌入式软件系统平台，包括CPU、硬件接口、操作系统、图形库等，随着系统平台的软硬件升级换代以及嵌入式系统功能需求的变化都可能发生变化。系统平台的变化，促使嵌入式软件能适应平台的变化，这就需要软件有良好的可移植性。2Fra bibliotek2增强软件可维护性
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嵌入式操作系统的移植
综述：嵌入式操作系统与通用操作系统的最显著的区别之一就是它的可移植性。
一款嵌入式操作系统通常可以运行在不同体系结构的处理器和开发板上。
为了使嵌入式操作系统可以在某款具体的目标设备上运行，嵌入式操作系统的编写者通常无法一次性完成整个操作系统的代码，而必须把一部分与具体硬件设备相关的代码作为抽象的接口保留出来，让提供硬件的OEM厂商来完成。
这样才可以保证整个操作系统的可移植性。
一、移植的定义及其目的
由于嵌入式系统所使用的芯片型号多种多样,很多芯片不能直接兼容,所以通过修改部分代码,把能在甲芯片上运行的程序,也能在与之不完全兼容的乙芯片上正确运行,就叫移植.
嵌入式操作系统移植的目的是指使操作系统能在某个微处理器或微控制器上运行。
二、移植的方法与具体操作步骤
2.1 在进行移植时，我们的首要任务就是要建立一个最基本的开发环境。
该环境具备一套跨平台开发工具。
它包含有编译器、连接
器、除错器等，另外还要准备制作文档系统所需的软件。
以ＰＣ机作为宿主机构建一套完整的交叉编译系统来调试目标板。
而在目标平台上只需要准备一段开机程序，如Ether boot,Red boot等，此程序可以在除错阶段取得系统的映像（image）文件后启动或者直接从Flash room中来引导系统。
一旦启动后就进入Linux操作系统，同时也可
以使用GDB server作为远端除错工具。
2.2 内核的移植
为了使Linux内核能在不同的目标平台上运行，要求我们根据平台的处理器类型和外围接口，对Linux内核文件进行正确的配置，同时。
修改内核文件Linux移植的主要步骤。
如果修改完Linux的内核文件，使其能在目标平台上正确跑起来，那么整个移植过程就基本完成了。
2.3 移植的具体步骤
（1）首先获取某一版本的Linux内核源码，根据具体的目标平台对源码进行必要的改写（主要是修改体系结构相关的部分）；
（2）添加一部分外设驱动（如网卡驱动、USB驱动），打造一款适合于目标平台的新的操作系统，也就是常说的内核配置或内核定制；（3）对该系统进行针对目标平台的交叉编译，生成一个内核映象文件；
（4）最后通过一些手段将该映象烧写到目标平台中。
三、移植过程中如何进行剪裁
3.1 进行方式
进行的方式必须有效率的建立系统，基本可行的方法有两种:
（1）从其中一个发行版本中把不必要的部份全部删掉，留下我们想要的系统。
（2）把系统所有的功能依规格从新建立起来。
3.2开发环境
要建立一个最基本的开发环境，必需具备一套跨平台的开发工具
(Cross Development Kit) ，包含有编译器，连接器，调试器等。
另外还要准备制作文件系统所需的程序。
而目标平台上，只需准备一段系统开机程序，如etherboot[5] ，redboot[6] 等。
此程序可以在调试阶段时，从网络取得系统映像档(image) 后启动，或是直接从闪存中，把系统启动。
一旦启动后，就进入Linux 的操作系统，同时亦可使用GDB server 作为远端调试的工具。
3.3 开发过程
可以分为几个部份。
首先要准备Linux 的内核，配上根目录所在的文件系统，再加上守护进程程序和应用程序等，经过压缩后，打包成一个含有内核的映像文件。
目标平台透过网络或闪存，取得映像文件后，进行解压缩，经过系统启动，初始化后，就是一台使用嵌入式Linux 为操作系统的机器。
四、“软件编程”如何应用嵌入式操作系统的多任务实时处理的特点
一方面，实时操作中的多任务引起的并发性和实时性，要求操作系统对资源分配具有更强的控制能力。
通常的办法是采取设立前台与后台两个作业的分配办法。
前台作业中包含实时采集、控制、处理有关的任务，任务优先级较高；后台作业一般是对数据进行分析、输出数据、响应操作员请求等任务，优先级较低。
后台作业中与后台作业并非完全孤立的；后台作业所需数据由前台作业存储共享内存区内，作业之间通过共享存储区进行数据交换。
另一方面，实时任务总是由某个事件发生或时间条件满足来激活。
事件有两种：内部事件和外部事件。
时间驱动也有两种：按绝对时间驱
动和按相对时间驱动。
内部事件驱动是指某一程序运行的结果导致另一任务的启动，这个结果可能是数据满足一定条件，也可能是释放了某一资源；而最典型的实时任务是由外部事件驱动的。
在实时系统中，外部事件发生有时是不可预测的，由外部事件驱动的任务一般是需要立即执行的任务，它的优先级最高。
绝对时间驱动是指在某指定时刻执行的任务，也就是在自然时钟的绝对时间执行。
相对时间驱动是指周期性执行的任务，总是相对上一次执行时间计时，执行时间间隔一定。
除了周期性任务外，还有一些同步任务也可能由相对时间驱动，如等待某种条件到来。
等待时间是编程设定的。
相对时间可用计算机内部时钟或软件计时。
我们在实时设计当中，这两方面的问题都有所体现，所有的事件驱动和时间驱动都体现在设置相应的任务标识和线程标识。
当硬件环境一定时，依据这些标识，通过安排系统内中断响应方式和调整任务调度算法，可以有效解决多任务并行问题，因为系统的实时性主要取决于这两点。