1.嵌入式操作系統結構

一般情況下分為硬件子系統和軟件子系統；

硬件子系統主要包括：CPU小系統，電源模塊，調試模塊，時鐘模塊，接口模塊，復位和配置模塊；

軟件子系統主要包括：驅動層，中間層，應用層

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2.實時操作系統

實時的本質是任務的處理是可預測的，也就說在確定的時間內完成任務的處理；實時操作系統是指在規定的時間內完成任務的處理。

實時操作系統分為兩類：硬實時和軟實時：通常是從精度上講，軟實時一般大于千分之一秒；硬實時一般都是微秒級的。

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3.嵌入式處理器分類

主要分為MCU（C51，AVR），MPU（ARM，MIPS，PPC，X86），SOC，DSP。

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4.嵌入式操作系統

按照實時性來分，強實時的有Vxworks，uc/OS, OSE；弱實時的有WinCE，Linux。

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5.make

主要作用是讀入所有的makefile文件，初始化變量，推導出變量的隱晦規則，并分析規則，為所有的文件生成依賴關系鏈，根據依賴關系和文件修改情況，決定什么文件重新生成，然后執行生成命令。

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6.makefle的作用

在通常的IDE集成環境中，不需要makefile，只需要建立好工程就可以了，因此IDE環境簡單一些；開發中使用makefile的很大程度上是指定編譯鏈接規則， 實現自動化編譯，由于makefile在開發中需要自己指定，所以相對于IDE要靈活。

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7.GCC開發工具

由于Linux下是沒有圖形界面的，因此提供了相應的開發工具；

• GCC：編譯工具，主要參數如下：
• -v：查看編譯器的版本；
• -c：只編譯不鏈接；
• -o：鏈接，適合c文件；
• -g：編譯時生成調試信息；
• -gdwarf-2：附帶宏調試信息；
• -fomit-frame-pointer:
• -o1/2/3:編譯優化選項；
• -l:指定頭文件目錄；?
• ld：與makefile結合使用鏈接目標文件；
• objdump：反匯編；
• strip：剝離符號信息，減少目標或lib的大小；
• gdb：命令行方式調試，-g參數編譯elf可執行文件
• ddd：圖形界面

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8.交叉編譯

什么是交叉編譯？在一個平臺上編譯出來可在另一個平臺上運行的可執行代碼，這個過程叫做交叉編譯，這個過程要關注一下平臺使用的硬件架構和操作系統。

為什么要使用交叉編譯？主要原因有兩點：1.當我們的目標機尚未建立起來，必須借助交叉編譯生成需要的bootloader和內核；2.目標機上有限的資源，主要表現在CPU的低性能和非常小的內存空間，對于編譯來說，不可能在目標機上構建編譯環境（只工具鏈就會占用很大的空間），因此，就在我們的PC上建立交叉編譯的環境，以生成在目標機上可執行文件。

我們經常在windows下面利用VC++編譯和調試C代碼，最終生成可以在windows下可執行的程序；同樣的道理，我們也可以在PC上（不論是windows還是linux）編譯可在目標機上運行的可執行程序，唯一不同的是我們需要安裝相對應的交叉編譯工具鏈（cross complication tool chain）。舉例如下：

• 在Windows PC上，利用ADS（ARM 開發環境），使用armcc編譯器，則可編譯出針對ARM CPU的可執行代碼。

• 在Linux PC上，利用arm-linux-gcc編譯器，可編譯出針對Linux ARM平臺的可執行代碼。

• 在Windows PC上，利用cygwin環境，運行arm-elf-gcc編譯器，可編譯出針對ARM CPU的可執行代碼。

交叉開發環境可以自己建立，也可以采用廠家封裝好的集成開發環境，比較典型的集成交叉開發環境如下：

• ARM ADS or SDT
• MS E-VC or Windows Mobile
• WindRiver Tornado，用于Vxworks
• TI的CSS，用于DSP；
• Freescale的Codewarrior，用于PPC；
• GCC用于Linux的開發；

這里注意，創建交叉編譯器的時候要注意版本匹配問題，特別是Linux，要注意軟件包、Kernel、編譯器三者版本要match；設置交叉環境時，要把Tools和代碼路徑、makefile相關項都設置正確。

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如何創建交叉開發環境呢？

1.打開目標板上的NFS，要求內核支持NFS，打開相應選項；

2.建立Gdb和Gdb Server；

基于GDB進行APP的調試，調試命令主要有：?

• File:載入elf文件；
• Run：啟動運行；
• List：顯示當前的程序和函數；
• Break：設置斷點；
• Delete b：刪除斷點；
• Next，step：單步運行；
• Continue：斷點停止后繼續執行；
• Bt，backtrace，顯示調用棧；
• Print，查看變量；
• Display：動態監視變量；

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9.模塊編程

什么是模塊？模塊可以動態的改變內核的功能，這樣做可以提高靈活性，主要用于前期調試代碼時添加的調試模塊；

工具主要有：1. insmod

2.lsmod

3.rmmod

模塊的組成主要包括：內核頭文件，模塊加載和卸載的方法，設備的節點，File操作數據結構，open/close/write/read的方法，makefie

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10.Bootloader

含義，boot是與硬件強相關的，主要是初始化硬件，為kernel的運行創造條件；loader是把kernel拷貝到內存中，并且跳轉到相應地址開始運行；bootloader由于和硬件是強相關的，因此不同的CPU架構對應著不同類型的bootloader，主要有以下幾種不同的bootloader，如下所示：

Bootloader????????????????????????? CPU?????????????????????????? OS

Grub??????????????????????????????????? X86?????????????????????????? linux，windows

Lilo????????????????????????????????????? X86?????????????????????????? Linux

U-boot??????????????????????????????? ARM，PPC，MIPS?????? Linux，Vxworks，PSOS

Redboot????????????????????????????? ARM?????????????????????????? eCos

Vivi???????????????????????????????????? 三星ARM ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? Linux

Bootrom???????????????????????????? PPC??????????????????????????? Vxworks

Blob?????????????????????????????????? Intel PXA系列?????????????? Linux

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與主機通信協議：1.串口：kermit，xmodem，ymodem，速率較慢，適用于網口未初始化，相關工具主要有SecureCRT，putty；

2.網口：TFTP，NFS，速度很快；

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不管是什么樣的架構，bootloader遵循“stage1+stage2”原則：

• 與體系架構強相關，與體系架構無關；
• Flash+RAM；
• 匯編+C；

Stage1：通常使用匯編，初始化CPU的核心寄存器，RAM檢查和初始化，拷貝代碼到RAM中，設置堆棧，跳轉到C入口處執行；

Stage2：通常是C語言，初始化CPU非核心寄存器，初始化相關外設，等待用戶輸入，如果用戶在設定時間內無輸入就拷貝內核和文件系統到內存中，然后跳轉到內核入口；

總結

以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式的基础知识的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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