1 Uclinux和Blackfin简介

1. 1 UcLinux简介

Uclinux是当前广泛应用的一种嵌入式Linux操作系统,是一个完全符合GNU/GPL公约的项目,与UNIX完全兼容,完全开放源码。英文单词中u表示Micro,c表示control,所以Uclinux的意思是“微控制领域的Linux系统”。

Uclinux针对嵌入式应用的特点,对Linux的内核（所用版本为linux2.6）进行了修改和重新编译,其大小远小于原来。它包含Linux常用的API,保留了原来Linux操作系统具有的高稳定性、强大的网络功能和卓越的文件系统支持功能等优点。

1. 2 Blackfin简介

Blackfin系列DSP是ADI公司推出的高性能,低功耗的新一代DSP处理器,融合了Analog Devices/Intel的微信号结构（MSA）,其应用范围广泛,包括汽车图像系统,宽带无线系统,多媒体消费电子产品,数字视频录像机,安防与监控,机顶盒和视频会议等。

对下一代的数字通信和消费多媒体应用来说,Blackfin处理器是高度集成的片上系统解决方案。通过将工业标准接口与高性能的信号处理内核相结合,用户可以快速开发出节省成本的解决方案,而无需昂贵的外部组件。

笔者使用的是BF533,其结构如图1：

BF533包括一个UART口、一个SPI口、两个串行口(SPORTs)、四个通用定时器（其中三个具有PWM功能）、一个实时时钟、一个看门狗定时器,以及一个并行外设接口。

1.3 Blackfin＋Uclinux的优越性

（1） 使用方便

（2） 支持网络

（3） 源码开放

（4） 方便程序开发移植

系统结构如图2所示。

2 在Blackfin中嵌入Uclinux操作系统

2.1 建立开发环境

要在Blackfin上嵌入Uclinux操作系统,首先应建立相应的开发环境。笔者所用的主机系统和开发平台如下：

Windows XP与REDHAT 9.0双操作系统

P4 1.8GHz,512 MB内存

Blackfin533 EZ-KIT 开发板

Linux环境下的程序通过GNU的一系列工具完成编译工作,其中包括预处理、编译、汇编和连结4个互相关联的步骤,每一步由相关工具完成。

（1）GCC：是GNU编译器的前端程序,负责完成预处理和编译过程,生成以.O为后缀的目标文件。

（2）AS：是GNU编译器的汇编器,负责把后缀为.S的汇编文件编译成以.O为后缀的目标文件。

（3）LD：是GNU 编译器的连结器,负责把目标文件和库文件连结起来,重定位它们的数据,把所有符合连结起来。

笔者用的是bfin-gcc-3.4-2005R3.1.tar.gz。

在REDHAT中打开terminal,将目录转换到工作目录（根目录）,键入以下命令：

tar –xzf bfin-gcc-3.4-2005R3.1.tar.gz

在/opt下会出现/uclinux/bfin-elf和/uclinux/bfin-uclinux两个新文件夹,此时Blackfin所用的交叉编译器已建立成功。

2.2 在EZ－KIT上植入U-BOOT

从网上下载u-boot_1.1.3.tar.bz2,在terminal下键入：

bunzip2 u-boot_1.1.3.tar.bz2

tar －xzf u-boot_1.1.3.tar.bz2

此时会出现名为u-boot_1.1.3的文件夹,将当前目录转为此文件夹下,键入以下命令：

make clean

make mrproper

make ezkit_533_config

make

以上步骤完成后,会出现以下文件：

u-boot：这是elf文件,可以用它生成其它格式的文件。

u-boot.bin：这是二进制文件,可以用来升级u-boot。

在terminal下键入：

/opt/Uclinux/bfin-ucLinux/bfin-uclinux-objcopy –I binary –O ihex u-boot.bin u-boot.hex

此时在u-boot文件夹下生成u-boot.hex。

将主机系统转换为Windows XP下,打开VDSP++开发软件,点开TOOL下的flash programmer,打开如图3所示的选项环境：

按图中所示设置好参数后,点击load file即可。

2.3 编译Uclinux

将主机系统转为REDHAT9.0,打开terminal,当前目录应为Uclinux所在目录,输入以下命令：

export PATH＝/opt/uclinux/bfin-elf/bin: /opt/uclinux/bfin-uclinux/

bin:$PATH

make menuconfig

此时出现选择参数界面,包括厂商,器件型号等,选好参数后继续。过一段时间后,将出现两个模块选择介面,这里不更改任何选项,直接选择exit。

在terminal中键入：make ,开始编译Uclinux,这个过程大概需要几分钟左右,当编译成功后,在uclinux文件夹下的image文件夹中将生成名为linux的文件。

2.4 嵌入Uclinux

将主机系统转为Windows XP系统。

将ezkit板和主机用串口连接起来,打开hyperterminal,选COM1,确定后进入设置参数界面,如图4所示。

设置好参数后,按确定。给板子上电后,自动启动U-boot。

在ezkit>后键入：“ loadb” ,点击“传送”,“发送文件”,出现如图5的界面：

按上图设置好参数后,点击发送,则出现传送文件的界面,并显示进度。由于linux文件有5.1M,而BF533 ezkit没有以太网接口,只能用串口进行传输,速度较慢,这个过程约1小时。为了缩短传输时间,笔者在Linux系统下将linux文件进行压缩,压缩后的文件大约1M左右,这样整个传输时间将缩短为10多分钟。

压缩的指令为：

/tools/mkimage –A blackfin –O linux –T kernel –C gzip –a 0x1000 –n “uclinux kernel Image” –d linux.bin.gz uImage

这条指令将生成名为uImage的压缩文件。

当传输完成后,在ezkit>后输入：

bootelf 0x01000000（未经压缩）

bootm 0x01000000 （压缩）

此时将启动Uclinux,如果启动成功,将出现welcome画面。

到此,Uclinux已成功的嵌入到BF533 ezkit中。

3 在Uclinux中加入自己的应用程序

笔者用了一个最简单的程序“hello.c”来介绍如何在嵌入式操作系统中加入自己的程序。

（1）在/uclinux-dist/user/下建立一个新的文件夹shello,将源程序放到里面。

（2）修改/uclinux-dist/user/Makefile。加入：

dir_$(CONFIG_USER_SHELLO_HELLO)+=hello

（3）修改/uclinux-dist/config/configure.help。加入：

CONFIG_USER_SHELLO_HELLO

This is my program

这里需要注意一点：第二行的开头字母“T”离第一行的开头字母“C”两个字母的距离,同时每行不要超过70个字母。

（5） 修改/Uclinux-dist/config/config.in。加入：

bool ‘hello’CONFIG_USER_SHELLO_HELLO

（6）在/ucLinux-dist/user/shello/中加入makfile文件,此文件内容如下：

EXEC=hello

OBJS=hello.o

All:$(EXEC)

$(EXEC):$(OBJS)

$(CC) $(LDFLAGS) –O $ @ $ (OBJS) $ (LDLIBS)

romfs:

$(ROMFSINST) /bin/$ (EXEC)

clean:

rm –f $ (EXEC) *.elf *.gdb *.o

（7）做完以上步骤后,重新编译内核。此时hello应用程序会被加入内核中,注意在选择模块时选中hello。编译结束后,将内核下到板子上,启动Uclinux,在root>后键入hello,会出现“hello,world”。