南京財經(jīng)大學(xué)軟件工程嵌入式培養(yǎng)_嵌入式PocketIX技術(shù)優(yōu)勢及應(yīng)用前景

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南京財經(jīng)大學(xué)軟件工程嵌入式培養(yǎng)_嵌入式PocketIX技術(shù)優(yōu)勢及應(yīng)用前景,   



IT業(yè)，如果要問當(dāng)今最熱門的話題是什么，從事硬件開發(fā)的人會毫不猶豫地回答：信息家電；從事軟件開發(fā)的人同樣也會毫不猶豫地回答：Linux。事實上，多年以前，當(dāng)人們在談?wù)揚DA、手持電腦、機頂盒時，后PC時代就到來了，或者說信息家電時代到來了。信息家電之所以直到現(xiàn)在才變得火爆，一個很重要的原因就是Linux的加入。廉價的Linux資源與信息家電結(jié)合，真正宣告了信息家電時代的到來！嵌入于信息家電（或其他設(shè)備）中的Linux——嵌入式Linux,是國際軟件界的一個新寵。Linux是個天生的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，因為它是從Unix衍生出來的，Unix已經(jīng)發(fā)展了幾十年，成熟而且穩(wěn)定。Linux是Open Source的，任何人都可以修改它，或者開發(fā)自己的應(yīng)用。Linux系統(tǒng)是可以定制的，系統(tǒng)內(nèi)核最小時只有140kB。一個帶有中文系統(tǒng)以及圖形化界面的核心程序也可以做到不足1MB，而且同樣穩(wěn)定！因此，Linux作為嵌入式系統(tǒng)，是非常有潛力的。

國際上有數(shù)以百計的嵌入式Linux開發(fā)計劃，在國內(nèi)，這方面的發(fā)展也是很快的。博利思軟件公司在這方面做了一些有益的嘗試，并于最近推出了一個嵌入式Linux操作系統(tǒng)——PocketIX|0“>PocketIX 預(yù)覽版（下載網(wǎng)址為：www.pocketix.com/software/software.htm。）。PocketIX是一個內(nèi)核基于標(biāo)準(zhǔn)Linux的嵌入式操作系統(tǒng)，由一個體積很小的內(nèi)核及一些可以根據(jù)需要進(jìn)行定制的系統(tǒng)模塊組成。其系統(tǒng)占用空間小、啟動速度快、穩(wěn)定性好，并具有多任務(wù)、多線程的特征。與傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)相比，PocketIX采用標(biāo)準(zhǔn)的Linux結(jié)構(gòu)，所有運行在標(biāo)準(zhǔn)Linux下的應(yīng)用軟件都可平滑移植到該系統(tǒng)上。

PocketIX的技術(shù)優(yōu)勢

標(biāo)準(zhǔn)的Linux系統(tǒng)通常用于服務(wù)器、桌面環(huán)境，很多功能和機制不適于做嵌入式系統(tǒng)，如安全系統(tǒng)、日志、大量的服務(wù)器程序等等。同時，有些嵌入式系統(tǒng)的特色功能，標(biāo)準(zhǔn)的Linux沒有提供。為此，必須大規(guī)模地改造標(biāo)準(zhǔn)Linux。根據(jù)分析，嵌入式Linux產(chǎn)品可劃分為Linux Thin Server/Thin Client、帶有小GUI的Linux、無界面的Linux、基于PDA的Linux等四大系列。我們還知道，嵌入式系統(tǒng)與桌面系統(tǒng)一個很大的不同就是，嵌入式系統(tǒng)中并沒有像桌面系統(tǒng)一樣的WinTel聯(lián)盟，CPU芯片更是五花八門，這就為開發(fā)者帶來了很多的麻煩。PocketIX將來的版本將支持大部分的芯片和平臺。

PocketIX的技術(shù)優(yōu)勢在于：

精簡的內(nèi)核設(shè)計 標(biāo)準(zhǔn)的Linux中，文件系統(tǒng)、驅(qū)動程序、網(wǎng)絡(luò)支持等很多功能是在內(nèi)核中實現(xiàn)的，所以其內(nèi)核相當(dāng)復(fù)雜。為此PocketIX保留了必要的功能，將無關(guān)的模塊從內(nèi)核中剔除。

瞬時開關(guān)機 標(biāo)準(zhǔn)Linux開機需要大量時間裝載系統(tǒng)、檢測并初始化設(shè)備和文件系統(tǒng)、啟動驅(qū)動程序以及檢查硬盤等工作，而嵌入式應(yīng)用要求能夠瞬時開機。所以PocketIX采用了存儲映像和一系列相關(guān)技術(shù)，使系統(tǒng)可以瞬時加載。

良好的可移植性 考慮到Linux提供了豐富的開放源程序資源，系統(tǒng)必須提供與標(biāo)準(zhǔn)Linux一致的API，使得現(xiàn)有程序無須修改或少量修改即可使用。這里的API包括語法上的，如函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用的格式；也有語義上的，如相同的設(shè)備名有相同的功能。

GUI/漢字系統(tǒng) 標(biāo)準(zhǔn)的Linux通常采用X Window作GUI。對于某些嵌入式應(yīng)用而言，這些程序太龐大了，為此，PocketIX采用了X和非X兩種GUI系統(tǒng)。

精心構(gòu)建的存儲方案 在服務(wù)器和桌面平臺，存儲器通常有硬盤、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)資源等。標(biāo)準(zhǔn)的Linux針對各種存儲介質(zhì)，在容量、速度、成本的特點上采用了虛擬存儲、緩沖等機制。在嵌入式平臺上，內(nèi)存比較小，通常采用Flash memory而不是硬盤作持久存儲介質(zhì)。針對這種特點，PocketIX取消了硬盤上的交換空間，并對內(nèi)存分配過程安排了更為密集的管理，保持較充足的連續(xù)內(nèi)存空間。在內(nèi)存映射機制上，PocketIX大量采用共享庫并提供了共享庫的換出機制，減少內(nèi)存消耗。

PocketIX的特征

PocketIX采用Linux標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核，但對其進(jìn)行裁減及補充，使其更緊湊。它采用圖形化界面，目前所有的安裝均可在Windows進(jìn)行，且可由用戶自行選擇多種定制的圖形界面。它采用國際標(biāo)準(zhǔn)化漢字處理技術(shù)，支持多種漢字輸入技術(shù)。目前的應(yīng)用中只提供一種漢字字體，以節(jié)省空間,但同時為了適應(yīng)嵌入式的應(yīng)用，允許用戶自己加裝字體。所有Unix及Linux程序均可平滑移植到PocketIX系統(tǒng)上。

PocketIX不帶X的系統(tǒng)配置要求為內(nèi)存 4MB、磁盤 5MB；帶X的系統(tǒng)配置要求為內(nèi)存 4MB、磁盤 20MB。PocketIX支持多種32位CPU ，目前支持Intel386以上的CPU，未來將支持ARM、Intel、Motorola、NEC等多種微處理器。

PocketIX支持標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和TCP／IP協(xié)議、支持標(biāo)準(zhǔn)的X Window。中文支持采用國際化路線：  

1、桌面管理器具有Win95風(fēng)格，有標(biāo)準(zhǔn)的選單條、時鐘、系統(tǒng)資源指示器和郵件按鈕指示。
2、文件管理器類似于Windows的Explorer，同時提供文件管理器和Web瀏覽器及ftp客戶端的功能。
3、一個標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)計算器。
4、一個功能增強的、類似于寫字板的正文編輯。
5、F3可進(jìn)入智能拼音輸入方法；F7可進(jìn)入五筆字型輸入方法。
6、Ctrl＋Space可在中文和英文輸入方法之間切換。
7、提供了多桌面切換功能和大多數(shù)X Window的桌面管理器一樣。
8、其它Linux下的應(yīng)用可方便地移植到此系統(tǒng)中，用戶可根據(jù)需要自己加上。  

PocketIX的應(yīng)用

PocketIX為嵌入式Linux 0.86預(yù)覽版，它不用單獨的Linux分區(qū)，只在c:下建個目錄。系統(tǒng)占用20MB硬盤空間。為了方便試用，而又不影響原有環(huán)境，PocketIX沒有單獨為系統(tǒng)建立分區(qū)。

安裝和刪除

下載PocketIX文件包，解開之后，執(zhí)行setup.exe即可，系統(tǒng)會裝在C:Linux.PLG之下，從開始－>程序選單中運行。第一次運行之前，先要到C:Linux.PLG下，點Linux.BAT文件，右鍵，“屬性”，“程序”，“高級”，選中“MS－DOS方式”。通過“控制面板”的“添加/刪除程序”可以刪除本系統(tǒng)。

以太網(wǎng)配置

暫用via－rhine網(wǎng)卡。如果不是，請把對應(yīng)＊.o模塊文件拷到/lib/modules/2.2.13－18/net下，執(zhí)行l(wèi)dconfig,再在/etc/init.d/network 文件開始處（一定要在 ifconfig 之前），加入下面一行：imsmod 模塊名。注意不用.o。

網(wǎng)絡(luò)配置

均有缺省值可參考。在/etc/config/下有 hostname、 ipaddr、netmask、network、broadcast、gateway六個文件，其內(nèi)容依次為主機名、IP地址、網(wǎng)絡(luò)掩碼、網(wǎng)絡(luò)地址、廣播地址、網(wǎng)關(guān)地址。修改即可。如果沒有網(wǎng)關(guān)，在/etc/init.d/network 文件中注釋掉（行首加＃）gateway行。
鼠標(biāo)

暫用串口鼠標(biāo),“Microsoft“協(xié)議，串口1（/dev/ttyS0）。否則改/etc/X11/XF86Config 中Pointer段。

如果是串口2,將/dev/ttyS0改為/dev/ttyS1,依此類推。

如果是PS/2鼠標(biāo)，將“Microsoft“改為“PS/2“，/dev/ttyS0改為“/dev/psaux“。

顯卡/顯示器配置

顯卡在/etc/X11/XF86Config 中Device和Screen段。暫用比較通用的SVGA，1MB顯存。
如果顯存為2MB,改“Device“段VedioRam行的“1MB“為“2MB“,依此類推。
如果顯卡不是SVGA的，用對應(yīng)X服務(wù)器（一個文件）覆蓋“/etc/X11R6/bin/XF86_SVGA“即可。

顯示器暫時配置

默認(rèn)值：大小為640×480，垂直刷新率為60Hz，水平刷新率為24kHz，顏色深度為8位。
大小如果為800×600，將Device段Modeline “640×480“后（不包括本身）第2、6數(shù)字依次改為800、600。顏色深度如果為16位，將Screen段Depth行的8 改為16。
ftp/telnet Server
暫時未配。

運行X

以root登錄后，鍵入 starx 即可。如有問題，想看看相關(guān)信息，請運行 startx 1。 PocketIX本身并不需要 Windows,為了便于安裝、測試，系統(tǒng)不占用專門的分區(qū)。PocketIX For Windows PRE 0.86的安裝程序分兩個版本，帶X的安裝程序大小為16MB，安裝展開后約為20MB左右。不帶X的安裝展開后約為4MB。

PocketIX在以下環(huán)境下運行良好

研華PCM－3346。一個典型的all－in－one CPU板，其構(gòu)成為標(biāo)準(zhǔn)的PC/104模塊，尺寸90×96cm，號稱市場上最小的、完整的SBC。技術(shù)指標(biāo)如下：  

1、集成于主板的CPU：ST Thompson DX－66 STPC Client（相當(dāng)于Intel486/66）。
2、BIOS: AWARD 256KB Flash BIOS。
3、集成于主板的32MB SO DIMM內(nèi)存。
4、SSD：支持一個CompactFlash Card 用于仿真HDD。
5、100 Base T以太網(wǎng)。
6、ATX電源、Modem喚醒、一個EIDE口、一個PC－AT鍵盤口、一個FDD口、二個RS－232口、一個并行口支持SPP/EPP/ECP。
7、圖形：高性能64位Windows加速（UMA）共享內(nèi)存VGA。
8、±12V，±5V電源接口。
9、PC／104擴展：16位PC／104模塊接口。  

應(yīng)用領(lǐng)域與前景

目前PocketIX只是一個預(yù)覽版，其正式版本不僅可以廣泛應(yīng)用于移動計算平臺（PPC）、 家庭信息環(huán)境（機頂盒、數(shù)字電視）、 工業(yè)、商業(yè)控制（智能工控設(shè)備、POS/ATM機）等信息家電上，還可應(yīng)用于與Internet相聯(lián)接的一切接入設(shè)備。該系統(tǒng)目前在X86芯片上運行,以后將會支持PA－RISC、Power PC、ARM、Strong ARM、MIPS、68XXX等多種芯片。

嵌入式軟件有廣泛的應(yīng)用:

機頂盒市場 機頂盒將在未來幾年取得快速發(fā)展,8000萬戶的有線電視網(wǎng)用戶、1億以上的有線電話網(wǎng)用戶為其提供了網(wǎng)絡(luò)條件。機頂盒不僅可使模擬電視接收數(shù)字電視節(jié)目,可以上網(wǎng),還可能成為未來家庭的控制中心。

掌上電腦（或PDA） 掌上電腦易于使用、攜帶方便、價格便宜,因此,未來幾年將在我國得到快速發(fā)展,估計5年內(nèi)總銷量達(dá)到3000萬臺。從功能上看,掌上電腦（或PDA）將擴充通訊功能,甚至?xí)�具有手機和尋呼機的功能。

手機、尋呼機市場 手機和尋呼機上網(wǎng)將成為新的趨勢。

車載盒 隨著全球定位技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用,車載盒會成為汽車族的時尚。

工業(yè)控制 信息電器所涉及的芯片技術(shù)、嵌入式軟件、通訊技術(shù)在工業(yè)控制中也能獲得廣泛應(yīng)用。