前些日子基于arm＋uClinux開發(fā)了一個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，眼看項目馬上要做完了，終于松了一口氣，于是整理了一些筆記和心得想和大家針對這種開發(fā)模式進(jìn)行一些探討，希望對各位有所幫助。
按照我的開發(fā)過程想分以下幾部分逐一介紹。
1． 開發(fā)平臺的選擇和論證
2． 開發(fā)環(huán)境的建立
3． 一般程序的開發(fā)
4． Linux程序向ARM+uClinux平臺的移植。
5． 剩下的問題。
希望諸位多多補充自己的想法，以利于大家共同提高。


1． 開發(fā)平臺的選擇和論證
一個項目拿到手，如何選擇開發(fā)平臺（主要是指CPU和操作系統(tǒng)以及開發(fā)環(huán)境和工具）應(yīng)該說至關(guān)重要，有時這不光影響進(jìn)度，產(chǎn)品質(zhì)量，可維護(hù)性等一般問題，甚至涉及到方案的可實現(xiàn)性。本人結(jié)合自己的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)簡單歸納了一些對平臺的考慮，還請各位補充。
從系統(tǒng)功能實現(xiàn)考慮：
1． 是否有片上外設(shè)，指令或配套的軟件模塊直接實現(xiàn)系統(tǒng)功能要求。 感 覺這一條對很多人的決策影響很大
2． 價格
這一點應(yīng)通過CPU提供的資源綜合考慮，它提供了多少有用的資源，多少沒用的資源（那可都是銀子呀！），還是那三個字，性價比，另一方面，是要抓主要矛盾，是不是有些特性是必須的，什么特性是用戶需求里的亮點（就靠這些亮點往上抬價），這時該花的就得花了。
3． 功耗
本系統(tǒng)對CPU功耗要求不高，但對移動設(shè)備，這一點可是致命，而且這一點不是僅針對CPU，所有幾乎器件都要勒緊褲腰帶運行。
4． 處理速度
這項不用多說，大家都明白重要性，但具體算起來可是一門學(xué)問，一方面是自己需要多快的速度，如果加上非實時操作系統(tǒng)這事就不好控制，余量還是大點穩(wěn)妥，另一方面，CPU指令周期多少，有沒有流水，有沒有并行，什么體系結(jié)構(gòu)，有沒有指令（看人家DSP多牛，干這事*），對外部存儲器和外設(shè)的存取速度等等，哪一個慢了都叫瓶頸。
5． 需要的硬件支持（如外部存儲器，雙電源等）
這算是雜項，但會增加額外的價格，系統(tǒng)體積等，不容忽視。
2）從的角度考慮：
1． 是否有足夠的包括demo版及原理圖，demo程序，操作系統(tǒng)和BSP，測試開發(fā)工具等。 
2． 自身條件;包括對項目開發(fā)周期的要求，開發(fā)人員對器件和開發(fā)模式的熟悉程度以及掌握的難易程度。
3． 可用資源是否豐富（書籍，網(wǎng)絡(luò)等）
以上三點主要考慮迅速開發(fā)出穩(wěn)定的系統(tǒng)。
4． 系統(tǒng)的可繼承性，可移植性和可擴(kuò)展性。
5． 是否有現(xiàn)貨。
6． 方案提供商的素質(zhì)。（包括技術(shù)水平和服務(wù)意識）。


根據(jù)以上考慮選擇了s3c4510b（ARM7TDMI）＋uClinux開發(fā)模式

以下是該平臺對我的系統(tǒng)的滿足情況：（和上面幾點對應(yīng)）
1．本監(jiān)控系統(tǒng)硬件部分主要要求以下部分：
a．以太網(wǎng)接口 （s3c4510b自帶網(wǎng)絡(luò)控制器）
b．串口 （自帶）
c．與數(shù)據(jù)采集芯片的接口（8位數(shù)據(jù)線，小于8位地址總線）。（自帶）
本系統(tǒng)軟件部分主要要求以下部分：
a． 硬件接口驅(qū)動程序 （uClinux提供串口和網(wǎng)絡(luò)控制器驅(qū)動）
b． 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧支持（uClinux提供TCPIP，UDP等的協(xié)議棧）
c． 應(yīng)用層程序（如果算上可以從linux移植的程序來看，那就太多了，我就用到了一個現(xiàn)成的）
2． 本應(yīng)用系統(tǒng)不是那種批量的東西，對價格要求不苛刻，而且這款CPU*可以到55左右。可以接受
3． 本應(yīng)用系統(tǒng)有固定電源，功耗要求不高。當(dāng)然，據(jù)說ARM在節(jié)省功耗上很有特點。
4． 本應(yīng)用系統(tǒng)速度方面要滿足兩方面：1。串口：115200bps 2。網(wǎng)絡(luò)速度 能到10Mbps就行，所以對系統(tǒng)速度要求也不高。這款A(yù)RM內(nèi)部可以到50M。
5． 系統(tǒng)對體積要求也不高，加片flash和RAM還是沒問題（到目前為止感覺我的系統(tǒng)真是無欲無求?。?br /> 從的角度考慮：
1．因為時間很緊（一個半月），所以支持越多越好。目前從開發(fā)商那里拿到了開發(fā)板，原理圖，uClinux，相應(yīng)驅(qū)動，bootloader，拿來就可以用了。軟件硬件并行開發(fā)。（bootloader和網(wǎng)絡(luò)控制器驅(qū)動沒提供原碼，比較可惜：－（

2．當(dāng)時我對嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)模式和ARM都是只有耳聞，linux接觸過一個月左右。現(xiàn)在想起來有些后怕。
3．網(wǎng)上的資源，非常多。
提供一些我常用的。
/ uClinux的大本營。
/ 里面有些技術(shù)文章非常不錯。
/ 
/ 這是國產(chǎn)的linux站點。
uclinux-dev@ 這是uClinux的郵件列表，回答問題的都是大牛，非常有幫助，記住把你的郵件設(shè)置成純文本格式。 申請是在：
http://mailman./mailman/listinfo/uclinux-dev web方式。

4．采用以上開發(fā)模式，軟件的可維護(hù)性，可移植性和可擴(kuò)展性都不錯。
5．目前該CPU使用還是比較普遍，現(xiàn)貨沒問題。
6．方案提供商的素質(zhì)嗎……..還算可以吧:-）

根據(jù)以上考慮和目前的開發(fā)情況，這套方案還是比較令人滿意。
 

2．開發(fā)環(huán)境的建立。
先說兩句廢話為和我以前一樣對操作系統(tǒng)（尤其是嵌入式操作系統(tǒng)）迷惑的弟兄解釋些概念。因為總是有人在問是不是一定要用操作系統(tǒng)，我的CPU能不能移植操作系統(tǒng)，可以移植什么操作系統(tǒng)，有了操作系統(tǒng)可不可以運行某些程序。
從我的個人經(jīng)歷來講，這其實就是許多硬件出身的弟兄對操作系統(tǒng)這個東西有神秘感（和我一年前一樣）。說白了，操作系統(tǒng)就是一段設(shè)計非常巧妙的程序，和你自己的程序從本質(zhì)講沒有區(qū)別，于是，以上問題轉(zhuǎn)為，我是不是一定要用這段程序，我的CPU能不能運行這段程序，可以跑什么樣的程序。這個程序可以跑，調(diào)用這個程序接口的另一個程序能不能跑！
答案也就變得簡單，操作系統(tǒng)對任何一個CPU都不是必須的（對嵌入式系統(tǒng)更是如此），你可以自己編些程序在沒有操作系統(tǒng)的PC裸機(jī)上跑（BIOS就是這樣的），像玩C51一樣，（雖然的讓人有些心痛），或者移植UCOS到上面。另一方面，現(xiàn)代操作系統(tǒng)大多需要一些硬件的支持，（像保護(hù)模式的實現(xiàn)），反過來說，CPU中專門有針對支持操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，這樣，許多操作系統(tǒng)的實現(xiàn)是挑剔硬件平臺的。其實其它程序也一樣，你編的程序使用的片上外設(shè)另一CPU上沒有，那這段程序就無法移植了。這就是話粗理不粗。書歸正傳，還是聊聊ARM＋uClinux開發(fā)模式下開發(fā)環(huán)境的建立（其實下面說到的東西不于這種硬件平臺和操作系統(tǒng)）

很久以前就在介紹嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的書上見過“交叉編譯環(huán)境”這詞，當(dāng)時覺得很玄，用了以后才知道，其實就是解決在誰的地盤上用誰的工具編誰的代碼問題。
編譯的zui主要的工作就在將你的程序轉(zhuǎn)化成運行該程序的CPU所能識別的機(jī)器代碼，不同的CPU有相應(yīng)的編譯器，另一方面。編譯器本身也是程序，當(dāng)然也要在某一個CPU平臺上運行。于是交叉編譯的交叉點就在那個編譯器本身是CPU1上的一個程序，卻在為CPU2編譯代碼（整個一個吃里扒外?。?。這么一想，以前用51和dsp的開發(fā)軟件（大部分都是IDE－集成開發(fā)環(huán)境）開發(fā)程序時，都算是交叉編譯啦。當(dāng)然，假如在你的ARM系統(tǒng)上，操作系統(tǒng)已經(jīng)正常運行，并且你的資源足夠多，你可以把PC機(jī)上運行的ARM編譯工具移植到ARM上，然后所有該系統(tǒng)的應(yīng)用程序都直接在ARM系統(tǒng)上編譯，這就不算交叉編譯，但如果有條件這么作，程序的開發(fā)或者移植就方便多了，因為整個開發(fā)過程又回到在自己PC機(jī)上編應(yīng)用程序的那種模式了，那就是在自己的地盤上用自己的編譯器編自己的應(yīng)用程序。
與不使用操作系統(tǒng)的開發(fā)模式不同（此處的操作系統(tǒng)尤其指提供了專門的接口函數(shù)庫的操作系統(tǒng)，目前的UCOS就不算），在目標(biāo)板（就是實現(xiàn)系統(tǒng)的板子）使用操作系統(tǒng)的開發(fā)模式下，交叉編譯環(huán)境中還需要該對應(yīng)該操作系統(tǒng)的庫。比如uClinux提供的uClibc。此時，開發(fā)用的主機(jī)上不光要有目標(biāo)板CPU所需的編譯工具，還要有對應(yīng)操作系統(tǒng)的庫，又因為一般庫文件還要在開發(fā)機(jī)上拿目標(biāo)CPU的編譯器重新編譯一下，所以還要把操作系統(tǒng)的原碼也放到開發(fā)機(jī)上。（唉，跟目標(biāo)板沒什么關(guān)系，卻要幫它背這么多東西，真是上輩子欠它的?。。?。
雖然操作系統(tǒng)的接口庫至關(guān)重要，但大家似乎已經(jīng)淡忘了它的存在。這些多是因為大家已經(jīng)遠(yuǎn)離了刀耕火種的年代（需要告訴編譯器需要的include路徑，lib路徑，以及l(fā)ib的名稱），集成的編譯環(huán)境讓我們編譯鏈接的所有繁瑣工作化作對BUILD按鈕的瀟灑一擊。而且不論是windows環(huán)境，還是linux環(huán)境，都有環(huán)境變量去記錄這些參數(shù)。。但嘗試將/usr/lib目錄改一個名字，你就會知道你不能無視他們的存在，因為操作系統(tǒng)的功能都是通過這些庫來交給應(yīng)用層程序使用的。當(dāng)然如果你的系統(tǒng)不依靠任何操作系統(tǒng)，像zui原始的那種*自己實現(xiàn)所有代碼，就只需要一個編譯工具，少了這些羅嗦事。
以上的東西一般時候是沒有必要仔細(xì)研究，但交叉環(huán)境下開發(fā)或移植比較大的程序時，你可能就需要了解編譯器，鏈接器等開發(fā)工具的幾乎所有重要參數(shù)。
我在開發(fā)時，主機(jī)*使用的是linux，如果有條件，建議大家這樣作，linux的使用沒有想象的復(fù)雜（雖然我現(xiàn)在身邊還要放一本關(guān)于linux使用的書籍），而且開發(fā)程序可以先在主機(jī)上調(diào)通，然后用交叉編譯工具為目標(biāo)系統(tǒng)重新編譯一遍，可以這樣做是因為主機(jī)是linux，目標(biāo)系統(tǒng)跑uClinux，兩個操作系統(tǒng)提供的應(yīng)用程序接口幾乎是一樣的，所以程序幾乎不用修改。
在我的系統(tǒng)上，建立基本的開發(fā)環(huán)境過程如下。
1．安裝gnu開發(fā)工具鏈（是GNU開發(fā)的針對ARM CPU的一組編譯開發(fā)程序（是linux程序）。包括arm－elf－gcc，arm－elf－ld等
2．將uClinux源代碼源代碼解壓到相應(yīng)路徑下，按照編譯內(nèi)核的步鄹編譯一遍（此時使用的編譯工具已經(jīng)是上面提到的ARM編譯工具了，因為它要在ARM CPU上運行，另外，和編譯linux內(nèi)核一樣，此時可以通過menuconfig來對內(nèi)核提供的功能進(jìn)行裁減
3．將庫（uClibc）解壓到相應(yīng)路徑下，用以上工具編譯一遍。
這樣zui基本的環(huán)境就算搭建好了。