第二学期嵌入式复习提纲.docx

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第二学期嵌入式复习提纲

嵌入式复习提纲

第一节、嵌入式系统的概念

●嵌入式系统定义：

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

它一般由以下几部分组成:

嵌入式微处理器，外围硬件设备，嵌入式操作系统，特定的应用程序

特点：

应用的特定性和广泛性，技术、知识、资金的密集性，高效性，较长的生命周期，高可靠性，软硬一体，软件为主，无自举开发能力。

三要素：

嵌入、专用、计算机

⏹嵌入式系统的组成部分

⏹嵌入式微处理器的分类（体系及应用）

⏹ARM微处理器的类型

⏹ARM9的流水线结构

⏹S3C2440的引脚分类

⏹S3C2410应用系统的AD处理器功能可以提供多达个引脚输入，AD转换精度可达位。

⏹S3C2410的中断控制寄存器类型以及工作模式

第二节、基本命令及操作（配套实验，实验一）

主要掌握命令的使用

Cp,mv,tar,cd,ls,mkdir,man,pwd,rm,mount,chmod,find,gzip,ifconfig,ping

第三节、vi以及gcc（配套实验，实验一）

●Vi编辑器，包括vi编辑器的几种模式，vi编辑器中几种模式之间的转换，保存，退出等命令的使用

●Gcc编译器：

包括四种编译阶段，各个阶段所针对的文件后缀等

●在给定参数情况下，能够使用GCC命令编译简单的源代码

第四节、gdb及make（配套实验，实验一）

●Gdb，包括gdb各种命令的使用

●Make工具的定义

●Makefile包含的内容：

Linux中Makefile包括以下内容：

（1）需要由make工具创建的项目，通常是目标文件和可执行文件。

通常使用“目标（target）”一词来表示要创建的项目。

（2）要创建的项目依赖于哪些文件。

（3）创建每个项目时需要运行的命令。

●Makefile的编写规则

●Make的编译规则

（一）附录：

Makefile编写实例

1）edit:

main.okbd.ocommand.o//定义目标文件edit和源文件main.o等

gcc-oeditmain.okbd.ocommand.o//定义edit的编译方法

main.o:

main.cdefs.h//定义目标文件main.o和源文件main.cdefs.h

gcc-cmain.c//定义main.o的编译方法

kbd.o:

kbd.cdefs.hcommand.h//定义目标文件kbd.o和源文件

gcc-ckbd.c//定义kbd.o的编译方法

command.o:

command.cdefs.hcommand.h//定义目标文件command.o和源文件

gcc-ccommand.c

clean:

//定义伪目标

rmeditmain.okbd.ocommand.odisplay.oinsert.o//删除目标文件

2）CC=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-gcc//定义gcc

LD=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-linux-ld//定义ld

CFLAGS=-I/HHARM9-EDU/kernel/include/linux-Wall//定义编译选项

led.o:

led.c//定义目标和源文件

$（CC）$（CFLAGS）-gled.c-oled//编译方法

cpled.o/-f//复制led.o到/

.PHONY:

clean//定义伪目标

clean:

//定义clean

-rm-f*.o//删除中间文件

第五节、交叉编译环境的搭建【配套实验，实验二】

●什么是交叉编译环境，为什么要搭建交叉编译环境

●搭建交叉编译环境的方法【配套实验，实验二】

⏹搭建交叉编译工具（EABI4.3.3）

⏹通讯（PC---ARM）

◆串口（minicom\超级终端）【要求掌握minicom及超级终端的设置方法步骤】

◆网络（NFS\TFTP）【要求掌握NFS及TFTP的设置方法步骤】

◆JTAG

第六节、引导程序bootloader、内核、文件系统【配套实验，实验三、四】

●引导程序bootloader

⏹什么是bootloader以及bootloader的作用

⏹Bootloader启动的两个阶段

⏹安装U-boot的过程

●内核

⏹内核的基本定义

⏹内核静态编译的大致内容及过程

●文件系统

⏹什么是文件系统

⏹根目录结构

⏹利用mount命令挂载文件系统的方法

⏹利用busybox创建文件系统的方法【实验三】

第七节、驱动程序【实验四】

⏹设备管理的总体结构

⏹设备驱动的定义

⏹设备驱动的存在形式

⏹设备驱动的分类及其代表

⏹设备驱动的开发流程

⏹字符设备驱动代码的结构

⏹字符设备驱动程序的编写

实例1、

1）staticstructfile_operationskeybd_fops={

open:

keybd_open,

read:

keybd_read,

release:

keybd_release,};//

intkeybd_open（structinode*inode,structfile*filp）//

{printk（"openok\n"）;

return0;}

ssize_tkeybd_read（structfile*fp,char*buf,//

size_tsize）

{……}

intkeybd_release（structinode*inode,structfile*filp）//

{printk（"releaseok\n"）;//

return0;}

ssize_tled_write（structfile*fp,char*buf,//

size_tsize）

{……}

int__initkeybd_init（void）//

{……}

staticvoid__exitkeybd_exit（void）//

{devfs_unregister（devfs_keybd）;}//

module_init（keybd_init）;//

module_exit（keybd_exit）;//

实例2、

2）LED灯的驱动程序：

/*driver/char/led.c

*thisisaledchardevicedriver.

*Anyproblemplscontactsupport@*/

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include"led_ioctl.h"

#defineLED_MAJOR139

#defineLED_2（LED_1+1）

#defineLED_3（LED_1+2）

#defineLED_4（LED_1+3）

#defineLED_5（LED_1+4）

#defineLED_6（LED_1+5）

#defineled_sle（*（volatileunsignedlong*）LED_GPACON）

#defineled_sle_data（*（volatileunsignedlong*）LED_GPADATA）

devfs_handle_tdevfs_led;

unsignedlongLED_1;

unsignedlongLED_GPACON;

unsignedlongLED_GPADATA;

unsignedlongled_write_addr;

intled_open（structinode*,structfile*）;

intled_release（structinode*,structfile*）;

intled_ioctl（structinode*,structfile*,unsignedint,unsignedlong）;

ssize_tled_read（structfile*,char*,size_t）;

ssize_tled_write（structfile*,char*,size_t）;

staticstructfile_operationsled_fops={

open:

led_open,

read:

led_read,

write:

led_write,

ioctl:

led_ioctl,

release:

led_release,

};

/**Open/closecodeforrawIO.*/

intled_open（structinode*inode,structfile*filp）

{

led_sle|=0x2000;//chip_selectenable

led_sle_data&=（~0x2000）;//0-->chip_select

printk（"openok\n"）;

return0;

}

ssize_tled_read（structfile*fp,char*buf,size_tsize）

{

return1;

}

ssize_tled_write（structfile*fp,char*buf,size_tsize）

{

charkey;

if（get_user（key,buf））

return-EFAULT;

（*（volatileunsignedchar*）led_write_addr）=key;

return1;

}

intled_release（structinode*inode,structfile*filp）

{

//led_sle&=（~0x2000）;//chip_selectdisable

//led_sle_data|=0x2000;

printk（"releaseok\n"）;

return0;

}

intled_ioctl（structinode*inode,structfile*flip,unsignedintcommand,unsignedlongarg）

{

interr=0;

switch（command）{//judgewhichledwanttolight

caseIOCTRL_LED_1:

led_write_addr=LED_1;

break;

caseIOCTRL_LED_2:

led_write_addr=LED_2;

break;

caseIOCTRL_LED_3:

led_write_addr=LED_3;

break;

caseIOCTRL_LED_4:

led_write_addr=LED_4;

break;

caseIOCTRL_LED_5:

led_write_addr=LED_5;

break;

caseIOCTRL_LED_6:

led_write_addr=LED_6;

break;

default:

err=-EINVAL;

}

returnerr;

}

int__initled_init（void）

{

printk（"*********************led_init**************\n"）;

LED_GPACON=ioremap（0x56000000,4）;

LED_GPADATA=ioremap（0x56000004,4）;

LED_1=ioremap（0x10000000,8）;

devfs_led=devfs_register（NULL,"led",DEVFS_FL_DEFAULT,LED_MAJOR,0,

S_IFCHR|S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IWGRP,

&led_fops,NULL）;

return0;

}

staticvoid__exitled_exit（void）

{

devfs_unregister（devfs_led）;

}

module_init（led_init）;

module_exit（led_exit）;

⏹测试程序的编写

实例1、LED灯测试程序【实验四中附录】

实例2、ADC测试程序

#include 

#include 

#include 

int main（int argc, char **argv）

{

    int fd;    //以阻塞方式打开设备文件，非阻塞时flags=O_NONBLOCK

    fd = open（"/dev/my2440_adc", 0）;

    if（fd < 0）

    {

        printf（"OpenADCDeviceFaild!

\n"）;

        exit

（1）;

    }

    while

（1）

    {

        int ret;

        int data  //读设备

        ret = read（fd, &data, sizeof（data））;

        if（ret !

= sizeof（data））

        {

            if（errno !

= EAGAIN）

            {

                printf（"ReadADCDeviceFaild!

\n"）;

            }

            continue;

        }

        else

        {

            printf（"ReadADCvalueis:

%d\n", data）;

        }

    }

    close（fd）;

    return 0;

}

第八节、中断

⏹中断的定义及种类

⏹CPU响应中断的方式

⏹中断相关数据结构的定义

⏹中断程序的编写

实例1、#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

voidtestirq_interrupt（int,void*,structpt_regs*）;

staticinttestirq_init（void）;

/**********************************************************/

//InterruptFunction

voidtestirq_interrupt（intirq,void*d,structpt_regs*regs）

{

/*clearinterruptregisterforEINT5*/

SRCPND&=（~0x00000010）;//bit4

INTPND=INTPND;

EINTPEND&=（~0x00000020）;//bit5

printk（"Enteredaninterrupt!

Beginninginterruptservice!

\n"）;

}

/****************************************************/

//InitializeFunction

staticint__inittestirq_init（void）

{

staticintresult;

unsignedlonggpfup;

//longpullup;

set_external_irq（IRQ_EINT5,EXT_FALLING_EDGE,GPIO_PULLUP_DIS）;

gpfup=ioremap（0x56000058,4）;//pull_upforportf

（*（volatileunsignedlong*）gpfup）=0;

disable_irq（IRQ_EINT5）;

enable_irq（IRQ_EINT5）;

result=request_irq（IRQ_EINT5,&testirq_interrupt,SA_INTERRUPT,"testirq",NULL）;

if（result）

{

printk（"Can'tgetassignedirq%d,result=%d\n",IRQ_EINT5,result）;

returnresult;

}

printk（"Testirqinterruptregisteredok!

!

!

\n"）;

return0;

}

staticvoid__exittestirq_exit（void）{

disable_irq（IRQ_EINT5）;

free_irq（IRQ_EINT5,NULL）;

printk（"exitok\n"）;

}

module_init（testirq_init）;

module_exit（testirq_exit）;

第九节、模块加卸载【实验四、五】

⏹模块加卸载的方式（静态编译、动态加载）

⏹模块静态编译的方法（已有GPIO.C如何添加进内核）【实验四】

⏹模块动态加载的定义

⏹模块动态加载的优缺点

⏹模块动态加载的方法【实验五】

第十节、minigui的安装【实验六】

第十一节、综合实例（ADC）

（三）S3C2440中AD转换器驱动程序

1、建立驱动程序文件my2440_adc.c，实现驱动的初始化和退出

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

/*定义了一个用来保存经过虚拟映射后的内存地址*/

static void __iomem *adc_base;

/*保存从平台时钟队列中获取ADC的时钟*/

static struct clk *adc_clk;

/*申明并初始化一个信号量ADC_LOCK，对ADC资源进行互斥访问*/

DECLARE_MUTEX（ADC_LOCK）;

static int __initadc_init（void）

{

    int ret;

    /*从平台时钟队列中获取ADC的时钟，这里为什么要取得这个时钟，因为ADC的转换频率跟时钟有关。

    系统的一些时钟定义在arch/arm/plat-s3c24xx/s3c2410-clock.c中*/

    adc_clk = clk_get（NULL, "adc"）;

    if （!

adc_clk） 

    {

        /*错误处理*/

        printk（KERN_ERR "failedtofindadcclocksource\n"）;

        return -ENOENT;

    }

    /*时钟获取后要使能后才可以使用，clk_enable定义在arch/arm/plat-s3c/clock.c中*/

    clk_enable（adc_clk）;

    /*将ADC的IO端口占用的这段IO空间映射到内存的虚拟地址，ioremap定义在io.h中。

    注意：

IO空间要映射后才能使用，以后对虚拟地址的操作就是对IO空间的操作,

    S3C2410_PA_ADC是ADC控制器的基地址，定义在mach-s3c2410/include/mach/map.h中，0x20是虚拟地址长度大小*/

    adc_base = ioremap（S3C2410_PA_ADC, 0x20）;

    if （adc_base == NULL） 

    {

        /*错误处理*/

        printk（KERN_ERR "Failedtoremapregisterblock\n"）;

        ret = -EINVAL;

        goto err_noclk;

    }

    /*把看ADC注册成为misc设备，misc_register定义在miscdevice.h中

    adc_miscdev结构体定义及内部接口函数在第②步中讲,MISC_DYNAMIC_MIN