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基于ARM嵌入式系统开发方法及其应用研究 　　摘要：从基础概念入手，先介绍了嵌入式系统的定义、特点及结构组成，以ARMLinux为例说明了嵌入式系统的搭建；然后研究了嵌入式系统的应用情况；最后预测了嵌入式系统的发展前景及发展方向。 　　关键词：ARM；嵌入式系统；Linux 　　中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号：16727800（2012）007003602 　　作者简介：陆莲芳(1979-)，男，四川岳池人，硕士，新疆交通职业技术学院助教，研究方向为软件开发、计算机科学与技术。 　　0引言 　　嵌入式系统与PC系统一起，被并列为21世纪现代计算机科技的两大重要分支。而嵌入式系统产品伴随着计算机、互联网及通信技术的不断发展，已经成为IT产业的主要发展方向。在后PC时代，IT产业将以嵌入式系统作为新的发展核心， 　　现在的嵌入式系统已经应用到社会生活的各个方面，例如在移动通信、网络站点、自动化控制、仪器监测及智能家居等方面都取得了不小的成果。嵌入式系统产品给人类的工作和生活带来了全新的改变，在3C（Computer、Communication、Consumer）时代的今天，如果能将嵌入式系统与互联网技术有机地结合在一起，嵌入式技术又将开启另一个不一样的时代。 　　1基于ARM的嵌入式系统开发方法 　　1.1嵌入式系统的定义及特点 　　嵌入式系统的定义也是一种计算机系统，只是这个计算机系统是以应用为中心，软件和硬件都是可以任意添加和删除的，自由度高，并且有着严格的功能、安全性、成本和功耗的要求。它与普通的计算机系统有着较大差别，主要表现在以下几个方面：①嵌入式系统主要是为某种特定的应用而设的，系统的建立都是与应用结合在一起的；②为了使嵌入式系统的可靠性高和功耗小，就要求嵌入式系统的软硬件都是可以自由添加和删除的；③嵌入式系统的控制程序可以直接烧录到芯片之中，不需要磁盘载体；④为了能把控制程序烧录到嵌入式系统的芯片中，就必须要有一套与嵌入式系统配套的编译软件和烧录工具。 　　1.2嵌入式系统的基本结构 　　嵌入式系统主要有嵌入式软件和嵌入式硬件两部分组成，硬件主要包括各种电子元件搭建的系统结构，其中最主要的部分就是控制微处理器；软件就是为完成特定工作程序和程序运行所需要的平台环境。一般的嵌入式系统大致可以分为4个部分：嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件，其层次关系如图1所示。 　　1.2嵌入式软件系统开发方法 　　ARM(Advanced RISC Machines)是一个于1990年成立于英国剑桥的公司，主要以芯片销售为主，公司的前身是上个世纪80年代的Acorn Computers公司，以开发处理器为主要业务。随着嵌入式系统应用的逐渐深入，ARM便被用来代替微处理器，有时也是嵌入式技术的一种称呼。现如今，基于ARM微处理器的嵌入式系统已经广泛地应用于各个领域，包括工业自动化控制、电子数码消费产品、智能家电、通信工程、无线网络系统及军事领域等。基于ARM微处理器的嵌入式系统之所以能有如此广泛的应用，主要是因为其具有成本低、功耗低、处理速度快、结构简单等特点，因此基于ARM的嵌入式系统今后将会有更广泛的应用前景。 　　本文主要是将ARM处理器应用到Linux系统开发中，以搭建ARMLinux软件开发平台为例来深入研究基于ARM微处理器的嵌入式系统开发。 　　1.2.1交叉编译环境的建立 　　嵌入式系统的应用软件需要在嵌入式系统适合的平台上运行，而对于大部分的Linux系统而言，是没有足够的资源来为嵌入式系统的软件提供开发工具和调试工具的。因此，为了保证嵌入式系统的正常运行，为嵌入式系统的软件搭建一个开发运行平台是必需。大部分的嵌入式系统软件开发所采用的都是一种交叉式编译方式，即编译、链接和调试的过程既可以在PC机上进行，也可以在目标机上进行。 　　通过上面的介绍可以了解到，所谓交叉编译环境的搭建就是为了将软件代码编译好，烧录到嵌入式开发板中，以便其完成特定工作。因此交叉编译环境需要一台PC机作为主机，还需要执行命令的嵌入式系统开发板，在主机上，通过编译软件将命令代码编译成开发板识别的语言烧录到其中，以便执行任务。具体的操作流程如图2所示。 　　从图中可以看出，PC机与嵌入式系统开发板（ARM板）之间通过交换机（switch）链接到一起，交换机与开发板之间的链接是通过串口和网线相连的。PC机在Linux系统上用交叉编译软件将命令代码编译为机器识别的二进制代码后，经由交换机，通过串口交互协议和TFTP协议，将其烧录到开发板上。 　　1.2.2引导程序Bootloader的开发 　　命令代码烧录到嵌入式开发板后，在运行之前，必须将嵌入式系统的硬件设备