当一个微处理器第一次启动的时候,它开始在预先设置的地址上执行指令。通常在那里有一些只读内存,包括初始化或引导代码。类似于在PC上的BIOS。它执行了一些低水平的CPU初始化和其它硬件的配置文件。BIOS继续辨认哪个磁盘里有操作系统,把操作系统复制到RAM并且转向它。实际上,这非常复杂,但对我们的目标来说也非常重要。在PC上运行的Linux依靠PC的BIOS来提供这些配置和OS加载功能。
在一个嵌入式系统里经常没有这种BIOS。这样你就要提供同等的启动代码。幸运的是,嵌入式系统并不需要象PC机上的 BIOS引导程序那样的灵活性,因为它通常只需要处理一个硬件的配置。这个代码更简单也更枯燥。它只是个指令清单,将固定的数字塞到硬件寄存器中去。然而,这是关键的代码,因为这些数值要与你的硬件相符而且要按照特定的顺序进行。所以在大多数情况下,一个最小的通电自检模块,可以检查内存的正常运行、让LED闪烁,并且驱动其它必须的硬件以使主Linux OS启动和运行。这些启动代码完全根据硬件决定,不可随意移动。幸运的是,许多系统都有为核心微处理器和内存所定制的菜单式硬件设计。典型的是,芯片制造商有一个样本主板,可以用来作为设计的参考--或多或少与新设计相同。通常这些菜单式设计的启动代码是可以获得的,它可以根据你的需要轻易的修改。在少数情况下,启动代码需要重新编写.为了测试这些代码,你可以使用一个包含模拟内存的电路内置模拟器,它可以代替目标内存。你把代码装到模拟器上并通过模拟器调试。如果这样不行,你可以跳过这一步,但这样就要一个更长的调试周期。这个代码最终要在较为稳定的内存上运行,通常是Flash或EPROM芯片。你需要使用一些方法将代码放在芯片上。怎么做,要根据"目标"硬件和工具来定。
一种流行的方法是把Flash或EPROM芯片插入EPROM或Flash烧制器。这将把你的程序"烧"(存)入芯片。然后,把芯片插入你的目标板的插座,打开电源。这个方法需要板上配有插座,但有些设备是不能配插座的。
另一个方法是通过一个JTAG界面。一些芯片有JTAG界面可以用来对芯片进行编程。这是最方便的方法。芯片可以永远被焊在主板上,一个小电缆从板上的JTAG连接器,通常是一个PC卡,联到JTAG界面。下面是PC运行JTAG界面所需的一些惯用程序。这个设备还可以用来小量生产。
稳定性
对大多数微处理器来说,Linux非常好。移植到新微处理器家族的Linux内核运行起来与原来的微处理器一样稳定。它经常被移植到一个或多个特定的主板上。这些板包括特定的外围设备和CPU。幸运的是,许多代码是与处理器的特性不相关的,所以移植集中在处理器的差异上,其中大多数是在内存管理和中断控制领域。一旦成功移植,它们就非常稳定。
引导策略广泛依赖于硬件要求,而且你必须有计划地做一些定制的工作。设备驱动程序更加混乱:有些稳定有些不稳定。而且选择很有限;一旦你离开了通用的PC平台,你需要自己编写。幸运的是,周围有许多驱动程序,你可能可以找到一个与你的需求相近的修改一下。这种驱动程序界面已定义好。许多类似的驱动程序都非常相近,所以把磁盘、网络或一系列的端口驱动程序从一个设备移植到另一个设备上通常并不难。你可能发现许多驱动程序都写得很好,很容易理解,但你还是要准备一本关于内核结构的书在手头。
总之,这些操作系统和Linux的问题在于对工作过程微小之处的误解,而不在于代码的难度或基本的设计错误。任何操作系统都有很多争论不休的故事,这里不需要重复。Linux的优势在于源代码是公开、注释清晰和文档齐全的。这样,你就可以控制和处理所出现的任何问题。
三、嵌入式Linux操作系统将如何发展
嵌入式Linux的确有它的缺陷。比如,虽然它并不比某些竞争对手差多少,但它的确是个需要占用存储器的操作系统。这可以通过减少一些不必要的功能来弥补,但这可能会花很长的时间,而且如果不仔细的话,还可能带来很大的困扰。许多Linux的应用程序都要用到虚拟内存,在许多嵌入式系统中,是没有价值的,所以不要以为一个没有磁盘的Linux嵌入式系统可以运行任何Linux应用程序。
综上所述,Linux嵌入式操作系统在嵌入式系统中的应用才刚刚开始,但它所具有的技术优势和独特的运开发模式给业界以新异,有理由相信在不久的将来Linux嵌入式操作系统一定会成为绽放在操作系统中美丽的奇葩。