嵌入式系統(tǒng)實驗報告書.doc

鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院嵌入式系統(tǒng)實驗報告書20 12 20 13第 1學(xué)期院系：電子通信工程系 姓名： 專業(yè)：電子信息工程學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 電子通信工程系2012年11月制實驗一認(rèn)識嵌入式開發(fā)平臺一、實驗?zāi)康恼J(rèn)識UP-NETARM2410-S嵌入式開發(fā)平臺，了解使用的ARM9 S3C2410嵌入式微處理器芯片，了解相應(yīng)外圍電路及接口的硬件電路設(shè)計，從而了解嵌入式系統(tǒng)的作用及其實現(xiàn)的功能。二、實驗內(nèi)容觀察嵌入式開發(fā)平臺，認(rèn)識板載的核心微處理器、存儲芯片、電源電路部分、顯示屏、鍵盤、網(wǎng)絡(luò)接口、RS232接口、RS485接口、ADC部分、DAC部分、IrDA部分、SD卡接口、PCMCIA卡接口、筆記本電腦硬盤接口部分、CF卡接口、IC卡接口、PS/2鍵盤鼠標(biāo)接口、音頻接口、USB接口以及JTAG調(diào)試接口等內(nèi)容，了解相應(yīng)電路及接口的電路原理。三、預(yù)備知識了解常用的接口芯片及計算機外圍設(shè)備；熟悉模擬及數(shù)字電路設(shè)計。四、實驗設(shè)備1. 硬件環(huán)境配置計算機：Intel(R) Pentium(R) 及以上內(nèi)存：1GB及以上實驗設(shè)備：UP-NETARM2410-S嵌入式開發(fā)平臺2. 軟件環(huán)境配置操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2虛擬機：VMware WorkStation 7Linux系統(tǒng)：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)五、實驗步驟S3C2410核心資源LCD驅(qū)動音頻電路PS/2鼠標(biāo)鍵盤接口小鍵盤IC卡插口CF卡插口IDE硬盤接口PCMCIA、SD卡插口168Pin擴展槽電源部分RS232/485接口USBJTAG網(wǎng)絡(luò)接口ADC/DACIrDA紅外六、遇到的問題及解決實驗二安裝VMWARE7.0虛擬機環(huán)境一、實驗?zāi)康氖煜で度胧较到y(tǒng)開發(fā)環(huán)境的建立，學(xué)會Windows系統(tǒng)環(huán)境與Linux系統(tǒng)環(huán)境共享資源的基本方法。二、實驗內(nèi)容在Windows系統(tǒng)環(huán)境中安裝VMWARE7.0虛擬機軟件，為建立Linux RHEL AS4系統(tǒng)虛擬機準(zhǔn)備基本工具。三、預(yù)備知識回顧以往學(xué)習(xí)過的電路專業(yè)用到的虛擬軟件；了解虛擬軟件的相關(guān)知識；了解VMWARE的基本知識。四、實驗設(shè)備1. 硬件環(huán)境配置計算機：Intel(R) Pentium(R) 及以上內(nèi)存：1GB及以上實驗設(shè)備：UP-NETARM2410-S嵌入式開發(fā)平臺2. 軟件環(huán)境配置操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2虛擬機：VMware WorkStation 7Linux系統(tǒng)：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)五、實驗步驟1、雙擊Vmware Workstation 安裝程序圖標(biāo)，運行安裝程序，進(jìn)入Vmware虛擬機安裝的初始加載界面。2、Vmware虛擬機的初始加載結(jié)束后，進(jìn)入安裝向?qū)Ы缑?，點擊Next進(jìn)入下一步。3、選擇安裝類型：選擇典型安裝（Typical），再點擊Next按鈕進(jìn)入下一步。4、設(shè)置程序安裝路徑，點擊”Change”按鈕，可以選擇更改默認(rèn)的安裝路徑，然后設(shè)置自己需要安裝的程序路徑。在點擊Next按鈕進(jìn)入下一步。5、提示安裝程序時需要創(chuàng)建的快捷圖標(biāo)，按默認(rèn)的設(shè)置即可，不需要改動，直接點擊Next按鈕進(jìn)入下一步。6、確認(rèn)前面各個步驟中的設(shè)置是否正確，并準(zhǔn)備進(jìn)入正式的安裝過程。7、安裝完畢后完成注冊信息。8、選擇重啟計算機，完成Vmware虛擬機的安裝。9、系統(tǒng)重啟后，點擊Vmware Workstation快捷方式運行虛擬機。安裝完成。六、遇到的問題及解決1、VMware虛擬機提供協(xié)助安裝多個操作系統(tǒng)的功能，安裝方便簡單，并且不需要對已有的系統(tǒng)重新分區(qū)或安裝新磁盤，方便探索操作系統(tǒng)的使用。非常好用和方便。2、提供系統(tǒng)間的共享服務(wù)，方便系統(tǒng)之間資料得共享。兩種共享功能：Vmware虛擬機的共享設(shè)置和linux系統(tǒng)的Samba服務(wù)。3、對于初學(xué)linux系統(tǒng)的新手，在windows系統(tǒng)中安裝Vmware虛擬機，構(gòu)建Window-Linux開發(fā)模式，方便循序漸進(jìn)地理解和掌握Linux操作系統(tǒng)。 實驗三安裝Linux RHEL AS4操作系統(tǒng)一、實驗?zāi)康倪M(jìn)一步掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的建立；熟悉Linux操作系統(tǒng)環(huán)境；配置Samba服務(wù)；設(shè)置VMWARE虛擬機工享功能。二、實驗內(nèi)容在VMWARE7.0虛擬機中安裝Linux RHEL AS4操作系統(tǒng)。正確安裝Linux操作系統(tǒng)后，設(shè)置VMWARE虛擬機提供的共享功能，并在Linux系統(tǒng)中建立Samba服務(wù)，使Windows系統(tǒng)環(huán)境與Linux系統(tǒng)環(huán)境能共享資源。三、預(yù)備知識了解Linux操作系統(tǒng)的安裝方法及基本操作方法。四、實驗設(shè)備1. 硬件環(huán)境配置計算機：Intel(R) Pentium(R) 及以上內(nèi)存：1GB及以上實驗設(shè)備：UP-NETARM2410-S嵌入式開發(fā)平臺2. 軟件環(huán)境配置操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2虛擬機：VMware WorkStation 7Linux系統(tǒng)：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)五、實驗步驟1、在Vmware虛擬機的運行界面中，點擊菜單的File項在彈出的下拉菜單中選擇“New“項再點擊 Virtual Machine。進(jìn)入安裝向?qū)А?、在安裝向?qū)е羞x擇自定義安裝（Custom），進(jìn)入下一步。3、選擇虛擬機平臺，不同的Vmware虛擬機平臺支持的硬件特性不同。進(jìn)入下一步。4、選擇要安裝的Linux操作系統(tǒng)光盤鏡像，同時使用Vmware虛擬機的“Easy Install“功能自動安裝Linux操作系統(tǒng)。5、設(shè)置安裝的Linux系統(tǒng)的用戶名和密碼信息。6、設(shè)置Linux虛擬機的顯示名稱及安裝路徑。選擇Linux系統(tǒng)在用戶本機上實際額的安裝路徑。7、配置虛擬機使用的處理器。配置處理器數(shù)量、處理器的內(nèi)核數(shù)，這里使用默認(rèn)的設(shè)置：一個單核處理器。8、配置虛擬機使用的存儲空間、網(wǎng)絡(luò)類型、I/O適配器類型、創(chuàng)建一個虛擬磁盤，在其上安裝Linux操作系統(tǒng)、并選擇使用的磁盤類型、磁盤的空間大小及設(shè)定存儲磁盤文件的路徑。9、對話框匯總了前面的設(shè)置項目，如果沒有錯誤，不需要修改，直接點擊“Finish“按鈕，進(jìn)行Linux系統(tǒng)的安裝。10、Linux系統(tǒng)安裝完畢后會自動啟動，輸入用戶名、口令，進(jìn)入Linux系統(tǒng)的桌面環(huán)境。11、配置Samba服務(wù)，點擊“ApplicationsSystem SettingsSecurity Level彈出Security Level Configuration對話框。12、在Security Level Configuration對話框中，將Security Level項設(shè)置為Disable firewall，即無防火墻。13、點擊“ApplicationsSystem SettingsSamba,對Samba服務(wù)器配置對話框中進(jìn)行配置。14、對Samba服務(wù)各項進(jìn)行設(shè)置保存，就可以看到Linux系統(tǒng)下的共享文件夾/home/zcnet。六、遇到的問題及解決1、使用Vmware虛擬機在Windows系統(tǒng)中安裝Linux操作系統(tǒng)，安裝過程不需要修改Windows中的硬盤分區(qū)，只要具有足夠的剩余磁盤空間就行了。2、Linux系統(tǒng)使用的是Redhat Enterprise Linux Advanced Server 4 發(fā)行版本。3、Linux系統(tǒng)直接掛載即可，安裝簡單，提供很多網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，有兩種共享功能：Vmware虛擬機的共享設(shè)置和linux系統(tǒng)的Samba服務(wù)可供選擇。實驗四Linux操作基礎(chǔ)及嵌入式交叉編譯環(huán)境的建立一、實驗?zāi)康氖煜inux操作系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，掌握Linux操作系統(tǒng)中的基本操作命令；掌握Vi編輯器的使用；掌握GCC工具的使用；掌握make及Makefile文件的使用。掌握建立嵌入式交叉編譯環(huán)境的方法。二、實驗內(nèi)容1. 在Linux操作系統(tǒng)中執(zhí)行常用的文件命令、目錄命令、多用戶命令與安全性命令以及其它常用命令。2. 使用Vi編輯器建立一個hello.c源文件，存放在/home目錄中（代碼參見附錄1）。3. 使用GCC工具編譯hello.c源文件，并在計算機上執(zhí)行得到的hello可執(zhí)行程序。4. 使用Vi編輯器建立一個Makefile文件，存放在/home目錄中（代碼參見附錄2）。使用make命令重新編譯hello.c源文件。5. 建立嵌入式交叉編譯環(huán)境。6. 使用嵌入式交叉編譯工具重新編譯hello.c源文件，并使用readelf命令查看得到的hello可執(zhí)行程序的文件頭信息。三、預(yù)備知識了解Linux操作系統(tǒng)的基本操作方法；了解嵌入式系統(tǒng)基本的開發(fā)方法。四、實驗設(shè)備1. 硬件環(huán)境配置計算機：Intel(R) Pentium(R) 及以上內(nèi)存：1GB及以上實驗設(shè)備：UP-NETARM2410-S嵌入式開發(fā)平臺2. 軟件環(huán)境配置操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2虛擬機：VMware WorkStation 7Linux系統(tǒng)：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)五、實驗步驟1、登陸redhat linux操作系統(tǒng)，打開終端。可以輸入su切換用戶，ls,cd,pwd,mv等命令。2、進(jìn)入/home目錄下在命令提示符#后輸入Vi hello.c命令，編輯一個.c源文件，回到命令模式，輸入“：wq”保存文件并退出。3、使用 gcc c hello.c 命令編譯并得到hello可執(zhí)行文件。4、使用 vi Makefile 命令建立Makefile文件，如下：# Makefile for hello.chello:hello.ogcc o hello hello.ohello.o:hello.cgcc c hello.cclean:rm f *.o使用make 重新編譯hello.c5、下載arm-linux-tools-20061213.tar.gz文件，將其解壓到/home目錄下，在終端上運行命令：“ vi /root/.bashrc”。編輯.bashrc文件，在最后一行添加export PATH=$PATH:/home/usr/local/bin。注銷redhat系統(tǒng)，重新登陸，使以上設(shè)置成效。啟動終端，在命令行輸入arm-linux-gcc v,如果出現(xiàn)版本信息說明交叉編譯環(huán)境已經(jīng)成功安裝。六、遇到的問題及解決1、問題：rootlocalhost home# arm-linux-gcc-vbash: arm-linux-gcc-v: command not found#命令格式輸入錯誤。解決方法：rootlocalhost home# arm-linux-gcc v當(dāng)出現(xiàn)以下信息時代表交叉編譯工具安裝完成：2、使用make 命令編譯Makefile文件時出錯：配置/root目錄下的.bashrc文件設(shè)置PATH路徑為交叉編譯工具所在的的目錄。編輯Makefile文件的路徑為交叉編譯工具所在的路徑。實驗五安裝并使用嵌入式系統(tǒng)仿真軟件SKYEYE一、實驗?zāi)康氖煜な褂们度胧较到y(tǒng)仿真軟件SKYEYE開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的方法。二、實驗內(nèi)容1. 安裝嵌入式系統(tǒng)仿真軟件SKYEYE1.2.4版本。2. 安裝SKYEYE的測試工具包skyeye-testsuite-2.3.tar.bz2。3. 使用SKYEYE的配置文件skyeye.conf并測試SKYEYE的執(zhí)行。三、預(yù)備知識了解電路專業(yè)相關(guān)的仿真軟件；了解SKYEYE軟件基本的開發(fā)方法。四、實驗設(shè)備1. 硬件環(huán)境配置計算機：Intel(R) Pentium(R) 及以上內(nèi)存：1GB及以上實驗設(shè)備：UP-NETARM2410-S嵌入式開發(fā)平臺2. 軟件環(huán)境配置操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2虛擬機：VMware WorkStation 7Linux系統(tǒng)：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)五、實驗步驟1、下載得到skyeye-1.2.4_REL.tar.gz文件，把文件放在/home目錄下，然后解壓縮，當(dāng)前目錄下會生成一個skyeye-1.2.4的文件夾，進(jìn)入skyeye-1.2.4文件夾直接運行 make 命令系統(tǒng)將會自動編譯SKYEYE源代碼，當(dāng)輸出信息出現(xiàn)“he binary file located at “binary/skyeye”,enjoy it ”提示符時說明安裝SKYEYE成功。、同理下載解壓編譯SKYEYE的測試工具包skyeye-testsuite-2.3.tar.bz2。3、進(jìn)入/skyeye-1.2.4/binary 目錄下建立skyeye_s3c2410.conf文件，復(fù)制u-boot可執(zhí)行到此目錄下,運行命令：./skyeye c skyeye_s3c2410.conf e u-boot 。當(dāng)命令提示符“SMDK2410#”說明SKYEYE開始執(zhí)行。六、遇到的問題及解決1、問題：當(dāng)使用make命令時出現(xiàn)以下錯誤提示：- NOTICE -If you always get error, please run make NO_CHECK=1 instead.-Checking whether host is big endian . noChecking gcc . OK ( gcc version: 4.1.2 )Checking whether the compiler supports x86 asm . OKChecking bfd library . FAILED* It seems that you dont have bfd library.* Run make NO_BFD=1 instead to ignore it.make: * check Error 1解決辦法：在命令行中輸入“make NO_CHECK=1”后繼續(xù)編譯，編譯成功。2、無法找到skyeye_s3c2410.conf文件。 skyeye_s3c2410.conf文件通過vi編輯器制作配置文件。實驗六編譯U-BOOT引導(dǎo)程序一、實驗?zāi)康氖煜そ徊婢幾g并使用U-BOOT軟件作為嵌入式系統(tǒng)BootLoader引導(dǎo)程序的方法。二、實驗內(nèi)容1. 交叉編譯U-Boot-1.3.2軟件。2. 使用SKYEYE仿真軟件測試編譯得到的U-Boot文件。三、預(yù)備知識了解嵌入式微處理器BootLoader程序的相關(guān)知識。四、實驗設(shè)備1. 硬件環(huán)境配置計算機：Intel(R) Pentium(R) 及以上內(nèi)存：1GB及以上實驗設(shè)備：UP-NETARM2410-S嵌入式開發(fā)平臺2. 軟件環(huán)境配置操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2虛擬機：VMware WorkStation 7Linux系統(tǒng)：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)五、實驗步驟1、 將下載的U-Boot-1.3.2放在/home 目錄下，并解壓其源碼包至當(dāng)前目錄中。2、 進(jìn)入U-Boot-1.3.2的安裝目錄，開始編譯U-Boot。運行命令： “make smdk2410_config CROSS_COMPILE=arm-linux-”配置編譯環(huán)境，并選擇ARM微處理器使用的嵌入式交叉編譯工具。3、 用嵌入式交叉編譯工具進(jìn)行編譯，命令如下：“make CROSS_COMPILE=arm-linux-”編譯完成后，可以得到U-Boot各種格式的映像文件，例如：u-boot.bin和u-boot的ELF可執(zhí)行格式文件。 當(dāng)出現(xiàn)下列程序時編譯成功： -Map u-boot.map -o u-bootarm-linux-objcopy -gap-fill=0xff -O srec u-boot u-boot.srecarm-linux-objcopy -gap-fill=0xff -O binary u-boot u-boot.bin4、 復(fù)制u-boot可執(zhí)行文件到/home/skyeye-1.2.4/binary目錄下，然后將skyeye_s3c2410.conf也放入binary目錄下，使用“./skyeye c skyeye_s3c2410.conf e u-boot”命令。5、 當(dāng)命令提示符“SMDK2410#”后可以輸入U-Boot的命令來控制U-Boot的運行。使用echo命令可以將echo命令后面的內(nèi)容顯示在屏幕上。六、遇到的問題及解決1、 問題：操作過程中無法找到skyeye_s3c2410.conf 文件skyeye_s3c2410.conf文件可以通過vi編輯器編輯，內(nèi)容參照課本。2、 問題rootlocalhost home# makesmdk2410_config CROSS_COMPILE=arm-linux-make: * No rule to make target smdk2410_config. Stop. 問題rootlocalhost home#make smdk2410_configCROSS_COMPILE=arm-linux-make: * No targets specified and no makefile found. Stop.解決辦法：rootlocalhost u-boot-1.3.2# make smdk2410_config CROSS_COMPILE=arm-linux- 直到出現(xiàn)下列結(jié)果編譯正確 -Map u-boot.map -o u-bootarm-linux-objcopy -gap-fill=0xff -O srec u-boot u-boot.srecarm-linux-objcopy -gap-fill=0xff -O binary u-boot u-boot.bin實驗七編譯Linux內(nèi)核一、實驗?zāi)康氖煜そ徊婢幾gLinux內(nèi)核源代碼并使用uImage作為嵌入式操作系統(tǒng)的方法。二、實驗內(nèi)容1. 交叉編譯Linux內(nèi)核源代碼軟件。2. 使用mkimage工具將zImage文件轉(zhuǎn)換為uImage文件。2. 使用SKYEYE仿真軟件測試編譯得到的Linux內(nèi)核文件vmLinux。三、預(yù)備知識了解Linux內(nèi)核及嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)知識。四、實驗設(shè)備1. 硬件環(huán)境配置計算機：Intel(R) Pentium(R) 及以上內(nèi)存：1GB及以上實驗設(shè)備：UP-NETARM2410-S嵌入式開發(fā)平臺2. 軟件環(huán)境配置操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2虛擬機：VMware WorkStation 7Linux系統(tǒng)：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)五、實驗步驟1、下載解壓linux-2.6.14.tar.bz2文件到/home目錄中，進(jìn)入linux-2.6.14目錄中，運行“vi Makefile”命令，修改第192行與193行內(nèi)容。如下圖2、運行“cp arch/arm/configs/smdk2410_defconfig .config”命令，.config是內(nèi)核編譯時所依賴的重要文件。3、運行“make ARCH=arm menuconfig”命令啟動內(nèi)核配置菜單，按要求配置內(nèi)核，配置結(jié)束后選中“Save Configuration to an Alternate File ”項，然后確定設(shè)置保存到.config配置文件中。4、直接運行 “make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-”命令對內(nèi)核進(jìn)行交叉編譯。5、內(nèi)核編譯完畢后，將在根目錄下得到vmlinux文件，復(fù)制此文件到/skyeye-1.2.4/binary下。6、下載解壓skyeye-testsuite-2.3.tar.bz2文件，然后把skyeye-testsuite-2.3/linux/s3c2410/s3c2410x-2.6.14目錄下的initrd.img文件復(fù)制到/skyeye-1.2.4/binary下。7、在/skyeye-1.2.4/binary目錄中運行“./skyeye e vmlinux”命令，然后可以觀察到屏幕上先輸出SKYEYE的配置信息，然后是內(nèi)核啟動信息。在linux操作系統(tǒng)內(nèi)核啟動完畢后，將進(jìn)入shell界面，可以接受用戶的輸入。六、遇到的問題及解決1、問題 rootlocalhost linux-2.6.14# cp arch/arm/configs/smdk2410_defconfig.configcp: missing destination file operand after arch/arm/configs/smdk2410_defconfig.configTry cp -help for more information.實驗八制作根文件系統(tǒng)一、實驗?zāi)康氖煜そ徊婢幾gBusyBox源代碼并制作根文件系統(tǒng)的方法。二、實驗內(nèi)容1. 交叉編譯Busybox-1.2.0版本源代碼軟件。2. 制作嵌入式根文件系統(tǒng)。2. 使用SKYEYE仿真軟件測試編譯得到的根文件系統(tǒng)。三、預(yù)備知識了解Linux內(nèi)核及文件系統(tǒng)的相關(guān)知識。四、實驗設(shè)備1. 硬件環(huán)境配置計算機：Intel(R) Pentium(R) 及以上內(nèi)存：1GB及以上實驗設(shè)備：UP-NETARM2410-S嵌入式開發(fā)平臺2. 軟件環(huán)境配置操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2虛擬機：VMware WorkStation 7Linux系統(tǒng)：Red Hat Enterprise Linux AS 4 (2.6.9-5.EL)五、實驗步驟1、下載busybox-1.2.0.tar.bz2源文件，運行“tar -xjvf busybox-1.2.0.tar.bz2”命令解壓文件包,得到一個BusyBox-1.2.0的文件夾。2、輸入 cd BusyBox-1.2.0