【摘 要】嵌入式系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)硬件和軟件的集合體，嵌入式Linux系統(tǒng)就是利用Linux其自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)把它應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中。本文主要介紹嵌入式系統(tǒng)的概念和Linux系統(tǒng)做嵌入式的優(yōu)勢(shì)，具體分析嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)與優(yōu)化，從而促進(jìn)嵌入式Linux系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性的運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】嵌入式 Linux系統(tǒng) 開發(fā)與優(yōu)化

嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行的裝置”一般是指以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)動(dòng)能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也取得了巨大的成績(jī)，在各行各業(yè)中，運(yùn)用嵌入式計(jì)算與嵌入式系統(tǒng)，都有效的推動(dòng)了各行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，具有廣闊的應(yīng)用情景。

一、嵌入式操作系統(tǒng)

嵌入式操作系統(tǒng)EOS（Embedded Operating System）是一種用途廣泛的系統(tǒng)，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用不斷的推廣和深入發(fā)展，有效促進(jìn)了嵌入式系統(tǒng)的穩(wěn)定性和高效性的運(yùn)行。目前，應(yīng)用比較常用的嵌入式操作系統(tǒng)主要有：Linux、VxWorks、Windows CE.net等。具有通用操作系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，并且能夠有效的管理復(fù)雜的系統(tǒng)軟件，是嵌入式系統(tǒng)中重要的組成部分。在這些常用的嵌入式操作系統(tǒng)中Linux以其自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用范圍最廣，市場(chǎng)最深入。

二、嵌入式Linux系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

嵌入式Linux系統(tǒng)就是利用其優(yōu)勢(shì)，在嵌入式系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的影響力。嵌入式Linux系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下的幾個(gè)方面：第一，嵌入式Linux的進(jìn)一步發(fā)展使它嵌入式微處理器結(jié)合更加的緊密，適應(yīng)現(xiàn)代軟硬件無(wú)縫結(jié)合的趨勢(shì)。第二，Linux的內(nèi)核小、效率高、內(nèi)核更新速度快，在市場(chǎng)應(yīng)用中以其免費(fèi)性和功能強(qiáng)大性在市場(chǎng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。第三，Linux適用于多種CPU和多種硬件平臺(tái)，是一個(gè)跨平臺(tái)的系統(tǒng)，在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用使用范圍廣泛。第四，Linux內(nèi)核采用模塊化設(shè)計(jì)，針對(duì)性強(qiáng)，能夠更加適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展。第五，Linux具有固有的模塊性，適應(yīng)性和可配置性強(qiáng)。第六，Linux提供多種圖形用戶界面系統(tǒng)。

三、嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程

嵌入式系統(tǒng)是有針對(duì)性的開發(fā)和應(yīng)用的，所以，一方面它在追求速度、性能和美觀的同時(shí)更加注重的是嵌入式設(shè)計(jì)能夠滿足應(yīng)用的需求。嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程從嵌入式設(shè)計(jì)功能、性能、成本、穩(wěn)定性和可靠性等各個(gè)方面來綜合考慮和探討，促進(jìn)嵌入式系統(tǒng)的各個(gè)部分能夠有效的融合，相互作用，從而提高嵌入式系統(tǒng)的整體優(yōu)勢(shì)。

首先，建立開發(fā)環(huán)境。嵌入式系統(tǒng)的硬件資源有限，在開發(fā)上需要建立相應(yīng)的交叉開發(fā)調(diào)試環(huán)境，以滿足嵌入式系統(tǒng)上的內(nèi)核和應(yīng)用程序的需求。目前，常用的交叉開發(fā)調(diào)試環(huán)境主要有開放和商業(yè)兩種類型。

其次，內(nèi)核移植與定制。Linux內(nèi)核采用模塊化的設(shè)計(jì)，具有固定的模塊性，能夠針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的需求，定制相應(yīng)的內(nèi)核模塊大小。為了能夠更加的適應(yīng)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，Linux系統(tǒng)必須要進(jìn)行移植，如：結(jié)構(gòu)級(jí)移植、平臺(tái)層次級(jí)移植以及搬級(jí)移植。

最后，設(shè)計(jì)文件系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)中，F(xiàn)lash的空間有限，為了能夠適應(yīng)程序的需要，就必須對(duì)Linux文件系統(tǒng)進(jìn)行裁剪，以滿足系統(tǒng)的需求大小。Root文件系統(tǒng)必須包括基本的文件和目錄，在嵌入式系統(tǒng)中，可以借助busybox來構(gòu)建文件系統(tǒng)，減少空間占有率。

四、嵌入式Linux系統(tǒng)的優(yōu)化

Linux系統(tǒng)以其自身的優(yōu)越性和獨(dú)特性在嵌入式系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用和推廣，隨著嵌入式操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展和改進(jìn)，Linux系統(tǒng)為了能夠保障自身的優(yōu)勢(shì)，就必須在系統(tǒng)上加以改善，根據(jù)嵌入式產(chǎn)品的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)核和應(yīng)用程序進(jìn)行優(yōu)化，提高嵌入式Linux系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的影響力。

（一）加快系統(tǒng)啟動(dòng)，減少Linux內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)間。Linux內(nèi)核每次在啟動(dòng)的過程中都需要通過calibrate_de-lay函數(shù)計(jì)算loops_per_jiffy（Lpj）的值。可以推斷出嵌入式系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)所用的時(shí)間為250ms。所以為了能夠有效的對(duì)Linux系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，在啟動(dòng)時(shí)可以直接設(shè)置LPJ=就可以了。同時(shí)當(dāng)RAM空間處于空置時(shí)可以直接采用預(yù)讀方式加快系統(tǒng)的啟動(dòng)速度。當(dāng)然，還可以Flash讀取、解壓內(nèi)核等時(shí)間方面考慮，采取一些有效的方法，減少系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間。

減少內(nèi)核體積和內(nèi)存占用。Linux系統(tǒng)本身內(nèi)核就具有模塊性，根據(jù)系統(tǒng)需求裁剪，在一定程度上就節(jié)省了內(nèi)存和空間。在嵌入式Linux系統(tǒng)中，減小Linux內(nèi)核體積，降低內(nèi)存占用可以采取以下的幾種方法：第一，刪除生產(chǎn)環(huán)節(jié)中不必要的內(nèi)核信息。第二，使用Slob有效的分配內(nèi)核空間。第三，刪除嵌入式系統(tǒng)中不常用的功能。第四，采用內(nèi)核XIP減少內(nèi)核使用的RAM空間。減小應(yīng)用程序的體積和內(nèi)存占用。第一，選擇正確的連接方式，能夠有效的減少應(yīng)用程序的體積。第二，使用Strip命令來刪除沒有意義的調(diào)試符號(hào)。第三，簡(jiǎn)化代碼，提高速度。

嵌入式Linux操作系統(tǒng)為整個(gè)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展提供了一個(gè)新的方面，有效的促進(jìn)了嵌入式系統(tǒng)穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，對(duì)于各行各業(yè)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣都具有十分重要的意義。本文主要就Linux系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和開發(fā)流程以及優(yōu)化進(jìn)行闡述，促進(jìn)Linux系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的發(fā)展和應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：

朱經(jīng)山 男 漢 江西贛州市 人，2014年畢業(yè)于邵陽(yáng)學(xué)院，電子信息工程專業(yè)、學(xué)士學(xué)位、現(xiàn)供職于上海播客電子科技有限公司。