基于MPC8250的嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)方案

我們開發(fā)了某型飛機外場維護系統(tǒng)的一個網(wǎng)絡(luò)終端通訊平臺，其硬件核心采用Motorola公司的嵌入式PowerPC處理器MPC8250，軟件方面采用嵌入式linux作為操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了飛機外場維護與飛機故障診斷系統(tǒng)的安全、快速通信。這個系統(tǒng)平臺具有體積小、功耗低、性能高等特點。
　　MPC8250構(gòu)架與系統(tǒng)硬件平臺簡介
　　PowerPC是Linux較早開始支持的處理器之一。PowerPC處理器芯片MPC8250基于PowerQUICC（Quad Integrated CommunicationsController）II 結(jié)構(gòu)，是面向高性能、低功耗、小體積的通信設(shè)備而開發(fā)的處理器。其內(nèi)部集成了一個高性能嵌入式G2 內(nèi)核、一個靈活的系統(tǒng)集成單元SIU和許多控制領(lǐng)域的常用外圍通信組件（組成通信處理模塊CPM，CommunicationsProcessor Module），可用于許多方面，尤其是在通訊和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方面。G2內(nèi)核頻率在150-200MHz之間CPM、PCI最高頻率為133MHz，外部頻率為66MHz，可同時處理高達
　　128個全雙工時分復(fù)用邏輯通道。
　　根據(jù)目標系統(tǒng)的不同，系統(tǒng)硬件平臺可以引出所需的MPC8250的外部通訊接口。我們的系統(tǒng)提供了8M的flash用于存放內(nèi)核鏡像文件、文件系統(tǒng)、應(yīng)用程序和備份數(shù)據(jù)，64MSDRAM用作內(nèi)存，521KB 的flash用于存放啟動代碼，此外還有RS232串口、10/100M以太網(wǎng)口以及JTAG支持等。
　　基于MPC8250的嵌入式linux系統(tǒng)開發(fā)
　　編譯環(huán)境的定制
　　通常主機與目標板的CPU都不相同，需要進行交叉編譯。能夠進行交叉編譯的工具很多，一般使用GNU C，它包括gcc、g++編譯器，glibc、newlib 等C庫，binutils 以及其他一系列開發(fā)工具。不同的開發(fā)平臺需要不同的交叉編譯工具。這里我們選擇德國denx軟件中心提供的一套用于PowerPC嵌入式linux移植的開發(fā)編譯環(huán)境ELDK3.0（Embedded LinuxDevelopmentKit）。
　　在主機上安裝完畢后，修改bash_profile配置文件的路徑和交叉編譯環(huán)境，具體如下：
　　PATH=$PATH：$HOME /bin：/opt/afeu/usr/bin：/opt/afeu/bin：/usr/bin
　　CROSS_COMPILE=ppc_82xx
　　EXPORT PATH CROSS_COMPILE
　　目標系統(tǒng)資源分配
　　嵌入式linux系統(tǒng)一般沒有硬盤設(shè)備，存儲空間十分有限。這就要求在Linux移植之前，需要對系統(tǒng)硬件地址精心分配，充分合理地利用。根據(jù)前面介紹的系統(tǒng)硬件平臺，這里給出目標設(shè)備的地址分配，如表1所示。
　　
　　表1 目標設(shè)備的地址分配
　　調(diào)試環(huán)境的建立
　　在嵌入式系統(tǒng)中一般沒有顯示器等輸出設(shè)備，不利于在目標系統(tǒng)上進行調(diào)試。為了調(diào)試目標系統(tǒng)，我們通過JTAG仿真器BDI2000來跟蹤調(diào)試目標機上的代碼。其調(diào)試環(huán)境如圖1所示。
　　
　　圖1 系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境
　　其中網(wǎng)卡1＃和目標機直接相連，用來下載內(nèi)核鏡像，NFS文件共享等。網(wǎng)卡2＃連接到BDI2000上，再通過JTAG口連接到目標機上。串口用于命令傳輸、接收返回信息等。
　　Linux系統(tǒng)引導(dǎo)模塊U-Boot
　　U-BOOT是denx軟件中心依照GPL（General PubliCLicense）發(fā)布的系統(tǒng)引導(dǎo)模塊，支持多種處理器，如ARM系列、PowerPC系列、MIPS 系列、X86系列等。編譯U-BOOT-1.1.0后生成可執(zhí)行文件，然后根據(jù)自己的目標系統(tǒng)修改編輯U-BOOT包下的文件，進行移植（這里需要說明的是，由于找不到MPC8250的支持包，而它和TQM8260內(nèi)核相差不大，所以下面采用8260ads 的支持包，同樣兼容）如：
　　修改目標系統(tǒng)配置文件。/include/configs/MPC8260ADS.h中的寄存器值、SDRAM 控制器參數(shù)、串口參數(shù)等；
　　修改目標板定義文件。/board/mpc8260ads/mpc8260ads.C中的I/O 端口定義；
　　修改BCSR 等；
　　U-Boot在引導(dǎo)Linux內(nèi)核啟動時，向內(nèi)核傳遞了一個命令行，內(nèi)核根據(jù)這個命令行的參數(shù)來對系統(tǒng)進行相應(yīng)設(shè)置。在linux內(nèi)核啟動時，必須要掛載一個根文件系統(tǒng)。根文件系統(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS 和本地文件系統(tǒng)LFS兩種方式提供。