如何開發(fā)自己的嵌入式系統(tǒng)

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嵌入式系統(tǒng)的悠久歷史

電腦用于控制設(shè)備或嵌入系統(tǒng)的歷史幾乎電腦自身的歷史一樣長。在通訊領(lǐng)域，六十年代晚期，電腦被用于電子電話交換機，稱為“存儲程序控制”系統(tǒng)。“電腦”這詞那時并不普遍，存儲程序指內(nèi)存裝有程序和例程信息。存儲控制邏輯，而不是將其固化在硬件中，在當時確實是突破性的。今天，我們認為它本來就應(yīng)如此?！　?

那時的電腦是為每一個應(yīng)用而定制的，按今天的標準，它們是一些不正常的、由奇怪的特殊指令和I/O設(shè)備集成在一部電腦中。

微處理器通過提供構(gòu)建大系統(tǒng)模塊的小型、低成本、CPU引擎改變了這一切。它提出了外設(shè)通過總線聯(lián)接的固定硬件架構(gòu)及稱為編程的一般編程模型?！　?

軟件也隨著硬件提出。最初，編寫和測試軟件只有簡單的編程開發(fā)工具。每個項目實際運行的軟件通常來自于草稿的修改。編程常用匯編語言或宏語言，因為編譯器常常有缺陷和缺乏完善的調(diào)試工具。軟件構(gòu)建模塊和標準化庫只是到了七十年代才流行起來的概念?！　?

嵌入式系統(tǒng)的商品化操作系統(tǒng)在1970年代后期才出現(xiàn)，許多是用匯編語言寫成的,并且只能用于特定的微處理器，當微處理器被淘汰時，它的操作系統(tǒng)除非為新處理器重寫，否則也要被淘汰。今天，許多這類早期的系統(tǒng)成了些模糊的記憶；還有誰記得MTOS嗎？當C語言出現(xiàn)時，操作系統(tǒng)編寫的效率、穩(wěn)定性、可移植性都提高了很多。這一點在管理上立刻表現(xiàn)出來，它為微處理器被淘汰時保護軟件投資帶來了希望。對于市場來說這是一個好消息。用C語言寫成的操作系統(tǒng)今天越來越普遍。一般來說，可重復(fù)使用的軟件已經(jīng)占主導(dǎo)并越做越好。　　

在八十年代早期，我最喜歡的操作系統(tǒng)是Wendon操作系統(tǒng)，大約150美元就可以得到一個C源碼庫。它是一個包，你可以通過選擇部件建立自己的操作系統(tǒng)，類似在菜單上點菜。例如，你可以在庫清單上點工作排程安排和內(nèi)存管理方案。 很多嵌入式系統(tǒng)的商品化操作系統(tǒng)是在八十年代出現(xiàn)的。這一熱潮持續(xù)到現(xiàn)在，今天，有很多可行的商品化操作系統(tǒng)可供選擇。一些大佬出現(xiàn)了，如VxWorks, pSOS, Neculeus和Windows CE?！　?

許多嵌入式系統(tǒng)根本沒有操作系統(tǒng)，只有循環(huán)控制。對于一些簡單設(shè)備這是足夠的，但是隨著系統(tǒng)越來越復(fù)雜，操作系統(tǒng)就很必要了或軟件變得不可思議的復(fù)雜。不幸的是，有些復(fù)雜得可怕的嵌入式系統(tǒng)只因為設(shè)計者堅持不要操作系統(tǒng)才那么復(fù)雜?！　?

漸漸地，更多嵌入式系統(tǒng)需要與各類網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，因此需要網(wǎng)絡(luò)功能。即便是酒店的門把手也嵌入了微處理器與網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)。 對于僅僅是編碼控制循環(huán)的嵌入式系統(tǒng)，增加網(wǎng)絡(luò)功能將導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜程度提高以致要求操作系統(tǒng)?！　?

除了商品化操作系統(tǒng)，還有大量專用操作系統(tǒng)。其中大部分來自于草案，如CISCO的IOS；還有是從其他操作系統(tǒng)中派生出來的。例如，許多操作系統(tǒng)是從同一版本的Berkeley Unix系統(tǒng)派生，因為它有完整的網(wǎng)絡(luò)功能。其他是基于主要操作系統(tǒng)的如KA9Q來自Phil Karn。　　

Linux作為嵌入式系統(tǒng)是一個帶有很多優(yōu)勢的新成員。它對許多CPU和硬件平臺都是可移植的、穩(wěn)定、功能強大、易于開發(fā)?！　　　?

工具包突破ICE的障礙　　

開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵的是可用的工具包。像任何工作一樣，好的工具使得工作更快更好。開發(fā)的不同階段需要不同的工具?！　?

傳統(tǒng)上，首先用于開發(fā)嵌入式系統(tǒng)工具是內(nèi)部電路仿真器（ICE），它是一個相對昂貴的部件，用于植入微處理器與總線之間的電路中，允許使用者監(jiān)視和控制微處理器所有信號的進出。這有點難做，因為它是異體，可能會引起不穩(wěn)定。但是它提供了總線工作的清晰狀況，免了許多對硬件軟件底層工作狀況的猜測?！　?

過去，一些工作依賴ICE為主要調(diào)試工具，用于整個開發(fā)過程。但是，一旦初始化軟件對串口支持良好的話，多數(shù)的調(diào)試可以不用ICE而用其他方法進行。較新的嵌入式系統(tǒng)利用非常清晰的微處理器設(shè)計。有時，相應(yīng)工作初始碼已經(jīng)有了能夠快速獲得串口工作。這意味著沒有ICE人們也能夠方便地工作。省去ICE降低了開發(fā)的成本。一旦串口開始工作，它可以支持各種專業(yè)開發(fā)工具。　　

Linux是基于GNU的C編譯器，作為GNU工具鏈的一部分，與gdb源調(diào)試器一起工作。它提供了開發(fā)嵌入式Linux系統(tǒng)的所有軟件工具。這有些典型的、用于在新硬件上開發(fā)嵌入式Linux系統(tǒng)的調(diào)試工具。　　

1．寫入或植入引導(dǎo)碼　　

2．向串口打印字符串的編碼，如“Hello World”（事實上我更喜歡“Watson，Come hre I need you”，電話上常用的第一個詞。）　　

3．將gdb目標碼植入工作串口，這可與另一臺運行g(shù)db程序的Linux主機系統(tǒng)對話。只要簡單地告訴gdb通過串口調(diào)試程序。它通過串口與測試機的gdb目標碼對話，你可以進行C源代碼調(diào)試，也可以用這個功能將更多的碼載入RAM或Flash Memory中?！　?

4．利用gdb讓硬件和軟件初始化碼在Linux內(nèi)核啟動時工作。

5．一旦Linux內(nèi)核啟動，串口成為Linux控制口并可用于后續(xù)開發(fā)。利用kgdb，內(nèi)核調(diào)試版的gdb，這步常常不作要求，如果你與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，如10BaseT,下一步你可能要啟動它?！　?

6．如果在你的目標硬件上運行了完整的Linux內(nèi)核，你可以調(diào)試你的應(yīng)用進程。利用其他的gdb或覆蓋gdb的圖形如xgdb?！　　　?

什么是實時系統(tǒng)？　　

嵌入式系統(tǒng)常常被錯誤地分為實時系統(tǒng)，盡管多數(shù)系統(tǒng)一般并不要求實時功能。實時是一個相對的詞，純化論者常常嚴格地定義實時為對一事件以預(yù)定的方式在極短的時間如微秒作出響應(yīng)漸漸地，在如此短暫時間間隔內(nèi)的嚴格實時功能在專用DSP芯片或ASIC上實現(xiàn)了。只有在設(shè)計低層硬件FIFO、分散/聚集DMA引擎和定制硬件時才會有這樣的要求?！　?

許多設(shè)計人員因為對真實的要求設(shè)有清晰的理解而對實時的要求焦慮不安。對于大多數(shù)的系統(tǒng)，在一至五微秒的近似實時響應(yīng)已經(jīng)足夠。同樣軟需求也是可以接受的。如 Windows 98 已經(jīng)崩潰的中斷必須在4毫秒內(nèi)（±98％）內(nèi)、或20毫秒（±0）內(nèi)進行處理?！　?

這種軟要求是比較容易滿足的，包括環(huán)境轉(zhuǎn)換時間、中斷等待時間、任務(wù)優(yōu)先級和排序。環(huán)境轉(zhuǎn)換時間曾是操作系統(tǒng)的一個熱門話題?？傊?，多數(shù)CPU這些要求處理得很好，而且CPU的速度現(xiàn)在已經(jīng)快了很多，這個問題也就不重要了?！　?

嚴格的實時要求通常由中斷例程或其他內(nèi)核環(huán)境驅(qū)動程序功能處理，以確保穩(wěn)定的表現(xiàn)，等待時間，一旦請求出現(xiàn)要求服務(wù)的時間很大程度上取決于中斷的優(yōu)先及其他能暫時掩蓋中斷的軟件。　　

中斷必須進行處理和管理以確保時間要求能符合，如同許多其他的操作系統(tǒng)。在IntelX86處理器中，這工作很容易由Linux實時擴展處理。這是提供了一個以后臺任務(wù)方式運行Linux的中斷處理調(diào)度。關(guān)鍵的中斷響應(yīng)不必通知Linux。因此可以得到許多對于關(guān)鍵時鐘的控制。在實時控制級和時間限制寬松的基本Linux級之間提供接口，這提供了與其他嵌入式操作系統(tǒng)相似的實時框架。因此，實時關(guān)鍵代碼是隔開的、并“設(shè)計”成滿足要求的。代碼處理的結(jié)果是以更一般的方法也許只在應(yīng)用任務(wù)級。　　　　

嵌入式系統(tǒng)定義　　

一個觀點是如果一個應(yīng)用沒有用戶界面，它必須是嵌入式的，因為用戶不能直接與之交互。當然這是簡單化的。一個電梯控制的電腦被認為是嵌入式的：按鍵選擇樓層指示燈顯示電梯的停層。對于聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)，如果系統(tǒng)包含監(jiān)視和控制的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，這種界限就更加模糊了。更好些的定義注重系統(tǒng)的集中的功能和主要的目的?！　?

因為Linux提供了完成嵌入功能的基本的內(nèi)核和你所需要的所有用戶界面，它是多面的。它能處理嵌入式任務(wù)和用戶界面。將Linux看作是連續(xù)的統(tǒng)一體，從一個具有內(nèi)存管理、任務(wù)切換和時間服務(wù)及其他的分拆的、微內(nèi)核到完整的服務(wù)器，支持所有的文件系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)?！　?

一個小型的嵌入式Linux系統(tǒng)只需要下面三個基本元素：　　

1．引導(dǎo)工具：Linux微內(nèi)核，由內(nèi)存管理、進程管理和事務(wù)處理構(gòu)成　　

2．初始化進程：如果要讓它能干點什么且繼續(xù)保持小型化，還得加上：　　

3．硬件驅(qū)動程序：提供所需功能的一個或更多應(yīng)用程序?！　?

再增加功能，或許需要這些：一個文件系統(tǒng)（也許在ROM或RAM中）TCP/IP網(wǎng)絡(luò)堆棧存儲半過渡數(shù)據(jù)和交換用的磁盤。

硬件平臺　　

選擇最好的硬件是一個復(fù)雜的工作、充滿了公司其他項目的政治、偏見、傳統(tǒng)，缺乏完整或精確的信息。 成本經(jīng)常是關(guān)鍵的議題。當考慮成本時、確信你在考慮產(chǎn)品的整個成本、不僅是CPU。有時快的、便宜的CPU一旦加上總線邏輯和時延使之與外設(shè)一起工作，能變成一個昂貴的狗的產(chǎn)品。如果你在尋找軟件，首先是硬件已經(jīng)有產(chǎn)品了。如果你是系統(tǒng)設(shè)計者，由你決定制定實時的預(yù)算及硬件的工作是否滿意。　　

現(xiàn)實中需要多快的CPU來完成一項工作，然后放大三倍。奇怪，CPU理論上的速度竟與現(xiàn)實中一樣，別忘了應(yīng)用程序?qū)浞掷胏ache?！　?

想象總線的速度需要多快，如果有其他總線如PCI總線，包括進來。慢的總線或產(chǎn)生DMA阻塞的總線會降低CPU的速度造成擁擠。 有集成設(shè)備的CPU是好的，因為只須調(diào)試很少的設(shè)備，并且支持通用CPU的驅(qū)動程序通常都很容易獲得。在我的項目中，芯片與外設(shè)的聯(lián)接經(jīng)常出問題或不滿足我們所需的兼容性。因為外設(shè)是集成的，不要認為這會便宜?！　?

將10斤重的Linux塞入只能裝5斤的袋中。對于Linux一個共同的認識是它用于嵌入式系統(tǒng)簡直是神奇極了。這可能不大對，典型的PC上的Linux對PC用戶來說功能有多，對初學(xué)者而言，可以將內(nèi)核與任務(wù)分開，標準的Linux內(nèi)核通常駐留在內(nèi)存中，每一個應(yīng)用程序都是從磁盤運到內(nèi)存上執(zhí)行。當程序結(jié)束后，它所占用的內(nèi)存就被釋放，程序就被下載了。

在一個嵌入式系統(tǒng)里，可能沒有磁盤。有兩種途徑可以消除對磁盤的依賴，這要看系統(tǒng)的復(fù)雜性和硬件的設(shè)計，在一個簡單的系統(tǒng)里，當系統(tǒng)啟動后，內(nèi)核和所有的應(yīng)用程序都在內(nèi)存里。這就是大多數(shù)傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)工作模式，它同樣可以被Linux支持。　　

有了Linux，就有了第二種可能性。因為Linux已經(jīng)有能力“加載”和“卸載”程序，一個嵌入式系統(tǒng)就可以利用它來節(jié)省內(nèi)存。試想一個典型的包括一個大概8MB到16MB的Flash Memory和8MB內(nèi)存的系統(tǒng)。Flash Memory可以作為一個文件系統(tǒng)。Flash Memory驅(qū)動程序用來連接Flash Memory和文件系統(tǒng)。作為替代，可使用Flash Disk。這Flash部件用軟件仿真磁盤。其中一個例是M-Systems的DiskOnChip，可以達到160MB。所有的程序都以文件形式存儲在Flash文件中，需要時可以裝入內(nèi)存。這種動態(tài)的、“根據(jù)需要加載”的能力是支持其它一系列功能的重要特征：它使初始化代碼在系統(tǒng)引導(dǎo)后被釋放。Linux同樣有很多內(nèi)核外運行的公用程序。這些通常程序在初始化時運行一次，以后就不再運行。而且，這些公用程序可以用它們相互共有的方式，一個接一個按順序運行。這樣，相同內(nèi)存空間可以被反復(fù)使用以“召入”每一個程序，就象系統(tǒng)引導(dǎo)一樣。這的確可以節(jié)省內(nèi)存，特別是那些配置一次以后就不再更改的網(wǎng)絡(luò)堆棧 如果Linux可加載模塊的功能包括在內(nèi)核里，驅(qū)動程序和應(yīng)用程序就都可以被加載。它可以檢查硬件環(huán)境并且為硬件裝上相應(yīng)的軟件。這就消除了用一個程序占用許多Flash Memory來處理多種硬件的復(fù)雜性。　　

軟件的升級更模塊化。你可以在系統(tǒng)運行的時候在Flash上升級應(yīng)用程序和可加載驅(qū)動程序，配置信息和運行時間參數(shù)可以作為數(shù)據(jù)文件儲存在Flash上。

非虛擬內(nèi)存　　

標準Linux的另一個待征是虛擬內(nèi)存的能力。正是這種神奇的特征使應(yīng)用程序員可以狂熱的編寫代碼而不計后果，不管程序有多大。程序溢出到了磁盤交換區(qū)。在沒有磁盤的嵌入式系統(tǒng)里，通常不能這么做?！　?

在嵌入式系統(tǒng)里不需要這種強大的功能。實際上，你可能不希望它在實時的關(guān)鍵系統(tǒng)里，因為它會帶來無法控制的時間因素。這個軟件必須設(shè)計得更加精悍，以適合市面上物理內(nèi)存，就象其它嵌入式系統(tǒng)一樣?！　?

注意由于CPU的原因，通常在Linux中保存虛擬內(nèi)存代碼是明智的，因為將它清除很費事。而且還有另外一個原因是它支持共享文本，這樣就可以使許多程序共享一個軟件。沒有這個，每一個程序都要有它自己的庫，就象printf一樣?！　?

虛擬內(nèi)存的調(diào)入功能可以被關(guān)掉，只要將交換空間的大小設(shè)置為零。然后，如果你寫的程序比實際的內(nèi)存大，系統(tǒng)就會當作你的運行用盡了交換空間來處理；這個程序?qū)⒉粫\行，或者malloc將會失靈?！　?

在許多CPU上，虛擬內(nèi)存提供的內(nèi)存管理可以將不同程序分開，防止它們寫到其它地址的空間上。這在嵌入式系統(tǒng)上通常不可能，因為它只支持一個簡單、扁平的地址空間。Linux的這種功能有助于其發(fā)展。它減少了胡亂的編寫程序造成系統(tǒng)崩潰的可能性。許多嵌入式系統(tǒng)基于效率方面的原因有意識使用程序間可以共享的“全局”數(shù)據(jù)。這也可以通過Linux共享內(nèi)存功能來支持，共享的只是指定的內(nèi)存部分。 　　　

文件系統(tǒng)　　

許多嵌入式系統(tǒng)沒有磁盤或者文件系統(tǒng)。Linux不需要它們也能運行。如前所述，應(yīng)用程序任務(wù)可以和內(nèi)核一起編寫，并且在引導(dǎo)時作為一個影像加載。對于簡單的系統(tǒng)來說，這就夠了。然而，它缺乏前面所說的靈活性?！　?

實際上，許多商業(yè)性嵌入式系統(tǒng)，提供文件系統(tǒng)作為選項。許多或者是專用的文件系統(tǒng)或者是MS-DOS-Compatible文件系統(tǒng)。Linux提供MS-DOS-Compatible文件系統(tǒng)，同時還有其它多種選擇。之所以提供其它選擇是因為它們更加強大而且具有容錯功能。Linux還具有檢查和維護的功能，商業(yè)性供應(yīng)商往往不提供這些。這對于Flash系統(tǒng)來說尤其重要，因為它是通過網(wǎng)絡(luò)更新的。如果系統(tǒng)在升級過程中失去了能力，那它就沒有用了。維護的功能通?？梢越鉀Q這類問題?！　?

文件系統(tǒng)可以被放在傳統(tǒng)的磁盤驅(qū)動器、Flash Memory或其它這類的介質(zhì)上。而且，用于暫時保存文件，一個小RAM盤就足夠了。Flash Memories被分割成塊。這些塊中也許包括一個含有當CPU啟動時運行的最初的軟件的引導(dǎo)塊。這可能包括Linux 引導(dǎo)代碼。剩余的Flash可以用作文件系統(tǒng)。Linux的內(nèi)核可以通過引導(dǎo)代碼從Flash復(fù)制到RAM，或者還有一個選擇，內(nèi)核可以被存儲在Flash的一個獨立部分，并且直接從那里執(zhí)行?！　?

另外對于一些系統(tǒng)來說還有一個有趣的選擇，那就是將一個便宜的CD-ROM包含在內(nèi)。這比Flash Memory 便宜，而且通過交換CD-ROM支持簡單的升級。有了這個，Linux 只要從 CD-ROM上引導(dǎo)，并且象從硬盤上一樣從CD-ROM上獲得所有的程序?！　?

最后，對于聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)來說，Linux 支持NFS（Network File System）。這為實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的許多增值功能打開了大門。第一，它允許通過網(wǎng)絡(luò)上加載應(yīng)用程序。這是控制軟件修改的基礎(chǔ)，因為每一個嵌入式系統(tǒng)的軟件都可以在一個普通的服務(wù)器上加載。它在運行的時候也可以用來輸入或輸出大量的數(shù)據(jù)、配置和狀態(tài)信息。這對用戶監(jiān)督和控制來說是一個非常強大的功能。舉例來說，嵌入式系統(tǒng)可以建立一個小的RAM磁盤，包含的文件中有與當前狀態(tài)信息同步的內(nèi)容。其它系統(tǒng)可以簡單的把這個RAM磁盤設(shè)置為基于網(wǎng)絡(luò)的遠程磁盤，并且空中存取狀態(tài)文件。這就允許另一個機器上的Web服務(wù)器通過簡單的CGI Script存取狀態(tài)信息。在其它電腦上運行的其它應(yīng)用程序包可以很容易的存取數(shù)據(jù)。對更復(fù)雜的監(jiān)控，應(yīng)用程序包如Matlab可以用來在操作員的PC或工作站的提供系統(tǒng)運行的圖形展示?！　?

引導(dǎo)LILO和BIOS在哪里　　

當一個微處理器第一次啟動的時候，它開始在預(yù)先設(shè)置的地址上執(zhí)行指令。通常在那里有一些只讀內(nèi)存，包括初始化或引導(dǎo)代碼。在PC上，這是BIOS。它執(zhí)行了一些低水平的CPU初始化和其它硬件的配置。BIOS繼續(xù)辨認哪個磁盤里有操作系統(tǒng)，把操作系統(tǒng)復(fù)制到RAM并且轉(zhuǎn)向它。實際上，這非常復(fù)雜，但對我們的目標來說也非常重要。在PC上運行的Linux依靠PC的BIOS來提供這些配置和OS加載功能。　　

在一個嵌入式系統(tǒng)里經(jīng)常沒有這種BIOS。這樣你就要提供同等的啟動代碼。幸運的是，嵌入式系統(tǒng)并不需要PC BIOS引導(dǎo)程序那樣的靈活性，因為它通常只需要處理一個硬件的配置。這個代碼更簡單也更枯燥。它只是一指令清單，將固定的數(shù)字塞到硬件寄存器中去。然而，這是關(guān)鍵的代碼，因為這些數(shù)值要與你的硬件相符而且要按照特定的順序進行。所以在大多數(shù)情況下，一個最小的通電自檢模塊，可以檢查內(nèi)存的正常運行、讓LED閃爍，并且驅(qū)動其它必須的硬件以使主Linux OS啟動和運行。這些啟動代碼完全根據(jù)硬件決定，不可隨意移動。　　

幸運的是，許多系統(tǒng)都有為核心微處理器和內(nèi)存所定制的菜單式硬件設(shè)計。典型的是，芯片制造商有一個樣本主板，可以用來作為設(shè)計的參考或多或少與新設(shè)計相同。通常這些菜單式設(shè)計的啟動代碼是可以獲得的，它可以根據(jù)你的需要輕易的修改。在少數(shù)情況下，啟動代碼需要重新編寫。 為了測試這些代碼，你可以使用一個包含‘模擬內(nèi)存’的電路內(nèi)置模擬器，它可以代替目標內(nèi)存。你把代碼裝到模擬器上并通過模擬器調(diào)試。如果這樣不行，你可以跳過這一步，但這樣就要一個更長的調(diào)試周期?！　?

這個代碼最終要在較為穩(wěn)定的內(nèi)存上運行，通常是Flash或EPROM芯片。你需要使用一些方法將代碼放在芯片上。怎么做，要根據(jù)“目標”硬件和工具來定。　　

一種流行的方法是把Flash或EPROM芯片插入EPROM或Flash燒制器。這將把你的程序“燒”（存）入芯片。然后，把芯片插入你的目標板的插座，打開電源。這個方法需要板上配有插座，但有些設(shè)備是不能配插座的。 另一個方法是通過一個JTAG界面。一些芯片有JTAG界面可以用來對芯片進行編程。這是最方便的方法。芯片可以永遠被焊在主板上，一個小電纜從板上的JTAG連接器，通常是一個PC卡，聯(lián)到JTAG界面。下面是PC運行JTAG界面所需的一些慣用程序。這個設(shè)備還可以用來小量生產(chǎn)?！　　　?

穩(wěn)定性是最可靠的

在PC硬件上運行時，Linux是非?？煽亢头€(wěn)定的，特別是和現(xiàn)在流行的一些操作系統(tǒng)相比。嵌入式內(nèi)核本身有多穩(wěn)定呢？對大多數(shù)微處理器來說，Linux非常好。移植到新微處理器家族的Linux內(nèi)核運行起來與本微處理器一樣穩(wěn)定。它經(jīng)常被移植到一個或多個特定的主板上。這些板包括特定的外圍設(shè)備和CPU?！　?

幸運的是，許多代碼是與處理器的，所以移植集中在差異上。其中大多數(shù)是在內(nèi)存管理和中斷控制領(lǐng)域。一旦成功移植，它們就非常穩(wěn)定。前面我們討論過，引導(dǎo)策略廣泛依賴于硬件要求，而且你必須有計劃地做一些定制的工作。　　

設(shè)備驅(qū)動程序更加混亂：有些穩(wěn)定有些不穩(wěn)定。而且選擇很有限；一旦你離開了通用的PC平臺，你需要自己編寫。幸運的是，周圍有許多驅(qū)動程序，你可能可以找到一個與你的需求相近的修改一下。這種驅(qū)動程序界面已定義好。許多類的驅(qū)動程序都非常相近，所以把磁盤、網(wǎng)絡(luò)或一系列的端口驅(qū)動程序從一個設(shè)備移植到另一個設(shè)備上通常并不難。我發(fā)現(xiàn)許多驅(qū)動程序都寫得很好，很容易理解，但你還是要準備一本關(guān)于內(nèi)核結(jié)構(gòu)的書在手頭。 依我的經(jīng)驗，Linux至少和我用過的著名的商業(yè)性操作系統(tǒng)一樣穩(wěn)定?？傊?，這些操作系統(tǒng)和Linux的問題在于對工作過程微秒之處的誤解，而不在于代碼的難度或基本的設(shè)計錯誤。任何操作系統(tǒng)都有很多爭論不休的故事，這里不需要重復(fù)。Linux的優(yōu)勢在于源代碼是公開、注釋清晰和文檔齊全的。這樣，你就可以控制和處理所出現(xiàn)的任何問題。　　

伴隨著基本內(nèi)核和驅(qū)動程序，還有其它問題。如果系統(tǒng)有一個硬盤，那么文件系統(tǒng)的可靠性就成問題。我們有用磁盤進行Linux系統(tǒng)設(shè)計超過兩年的經(jīng)驗。這些系統(tǒng)幾乎從未正常關(guān)閉過。電源隨時都可能被中斷。感覺非常好，使用的是標準（EXT2）文件系統(tǒng)。標準Linux初始化腳本運行fsck程序，它在檢查和清除不穩(wěn)定的inodes方面非常有效。將默認的每隔30秒運行更新程序改為每隔5或10秒運行是比較明智的。這樣縮短了數(shù)據(jù)在進入磁盤之前，待在高速緩沖存儲器內(nèi)的時間，降低了丟失數(shù)據(jù)的可能性。　　　　

未來的發(fā)展　　

嵌入式Linux的確有它的缺陷。比如，雖然它并不比某些商業(yè)競爭對手差多少，但它的確是個貪婪的存儲器。這可以通過減少一些不必要的功能來彌補，但這可能會花很長的時間，而且如果不仔細的話，還可能帶來很大的困擾?！　?

許多Linux的應(yīng)用程序都要用到虛擬內(nèi)存，在許多嵌入式系統(tǒng)中，是沒有價值的，所以不要以為一個沒有磁盤的嵌入式系統(tǒng)可以運行任何Linux應(yīng)用程序?！　?

內(nèi)核調(diào)試工具都不怎么好，特別是在較底層的。kgdb可以使錯誤定位非常容易，你只要重新啟動。不幸的是，打印語句更麻煩。

然而，對我來說最糟糕的是心理上的問題。Linux非常的靈活。嵌入式系統(tǒng)總的來說卻不靈活；而且它們完全是為最有效實現(xiàn)預(yù)定功能而嚴格設(shè)計的。現(xiàn)在的趨勢是保持靈活性、保持總體目標功能、盡量少做修改。這個目標是崇高的，但是，所付出的代價將是針對具體的工作做出巨大的調(diào)整。保持靈活性將導(dǎo)致額外的工作，帶著額外的軟件包，而且有時還要降低性能。一個反復(fù)出現(xiàn)的例子就是配置?？紤]在一個網(wǎng)絡(luò)界面配置IP地址，這通常是通過從啟動script上運行ifconfig程序來完成的。這是一個28K的程序，從配置文件上調(diào)用數(shù)據(jù)，可以用幾行代碼代替，初始化合適的結(jié)構(gòu)。然而，即使這非常合理，但它仍然有害，因為它用一種從未使用過的方法扭曲了軟件。

Linux在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用是可行的。它有用、可靠。它的發(fā)展成本和替代者一致。