基于ARM9的嵌入式Linux网络通信系统设计与实现

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基于ARM9的嵌入式Linux网络通信系统设计与实现

—48—西北大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　　第39卷

117位通用I/O口和24位外部中断源。存储系统

包括64MB的NANDFlash存储器模块和SDRAM存

储器模块;Flash用于存放嵌入式操作系统、应用程序和用户数据等,并作嵌入式文件系统;SDRAM作为系统运行时的主要区域,用于存放系统及用户数据。通信模块包括串口和以太网接口模块;以太网接口为系统提供以太网接入的物理通道,UART接口则通过RS232可以和宿主机做串口通讯。JTAG调试接口用于系统的嵌入式调试。扩展总线扩展出了系统总线供今后继续开发使用。

2)网络通信系统需要一个便宜、成熟并且提供高端嵌入式系统所必须特性的操作系统,嵌入式Linux操作系统以价格低廉、功能强大又易于移植而正在被广泛采用,成为嵌入式操作系统的首选。因此,在软件体系上采用Linux216内核,并使用GNU2]

根据以上,2所示

:

器)模式,以S3C2410平台作为服务器,以PC作为客户端。服务器在得到客户端的请求时,将信息通过网络传给客户端。下面讨论通信系统软件的具体

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设计与实现。3.1　建立宿主机开发环境本文以PC为宿主机,带有Fedora5系统,开发环境就建立在这个平台上。对于嵌入式系统的开发,由于没有足够的资源在目标板上运行开发工具和调试工具,所以通常采用交叉编译调试的方式。本文采用的交叉编译器为arm2linux2gcc,开发时使用宿主机上的交叉编译、汇编及连接工具生成可执行的二进制代码。然后,,采用tftp方式,这tftp服务器,并进行.2　操作系统的移植

嵌入式系统的存储空间往往很有限,需要把Linux系统根据实际应用需求进行裁剪。对Linux进行裁减需要对Linux系统有完全的了解,如启动

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过程、文件系统、目录结构、系统工具文件等。这一过程需要在空间和功能上加以权衡。其主要包括以下两部分工作:

3.2.1　Linux内核的移植　针对系统的硬件,修改Linux2216内核,提供对S3C2410的支持和必要的设备驱动。由于在本系统所采用的Linux216内核中,S3C2410CPU已经成为一种标准支持,因此关于内

图2　系统体系结构

Fig.2　Thesystemarchitecture

2　基于S3C2410的以太网接口电路

以太网芯片采用了CirrusLogic公司生产的低

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功耗、性能优良的16位以太网控制器CS8900A。CS8900A包括片上RAM,10Base2T传输和接受滤波器。该芯片的突出特点是使用灵活,其物理层接口、数据传输模式和工作模式等都可以根据需要而动态调整,通过内部寄存器设置来适应不同的环境。

为了工艺简洁,采用内部带有变压器的RJ45。本系统选用的是中山汉任的HR901103A。

网络接口硬件电路原理图如图3。数据的发送校验,总线数据包的碰撞检测与避免是由CS8900A自己完成的。信号的发送和接收端通过RJ45接口接入CS8900A,再传送给S3C2410,从而组成了以太网信号传输的硬件通道。

核移植部分的工作量就大大减少了,所需要做的就只剩下修改网卡驱动、加入支持Cramfs文件系统的选项、添加NANDFlash启动初始化代码等工作了。由于论文篇幅所限,具体工作请参考相关资料。3.2.2　文件系统的设计　为了提供Linux运行所

必需的环境,需提供文件系统。在嵌入式环境下,内存和外存资源都需要节约使用。Cramfs不会影响系统读取文件的速度,而且是一个高度压缩的文件系统,因此非常广泛应用于嵌入式系统中。本系统采用Cramfs文件系统,包括如下内容:目录/dev,/proc,/bin,/etc,/lib,/usr,/tmp,最基本的应用程序如sh,ls,cp,mv等,最低限度的配置文件如inittab、fstab等,设备文件如/dev/mtd3,/dev/console等。此外,还应包括程序运行所需的函数库。由于以上所需文件远超过1144MB,因此文件系统的构建主要采用busybox和其他必要的工具。

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313　Linux环境下Socket网络通信编程

Linux是和网络密切相关的,其自身也常常被用来支持各种应用的网络需求。Socket在所有网络操

3　嵌入式通信系统软件设计

本文的软件系统设计采用C/S(客户机/服务

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