嵌入式Linux系统如何进行开发与优化

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发布于2023-03-09

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　　嵌入式系统是指计算机硬件和软件的集合体，嵌入式Linux系统就是利用Linux其自身的特点和优势把它应用到嵌入式系统中。本文主要介绍嵌入式系统的概念和Linux系统做嵌入式的优势，具体分析嵌入式Linux系统的开发与优化，从而促进嵌入式Linux系统的稳定性和高效性的运行。　　　　嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”一般是指以应用为中心，以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对动能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术也取得了巨大的成绩，在各行各业中，运用嵌入式计算与嵌入式系统，都有效的推动了各行业的发展和进步，具有广阔的应用情景。

　　一、嵌入式操作系统　　　　嵌入式操作系统EOS（Embedded Operating System）是一种用途广泛的系统，随着信息化技术的发展，嵌入式操作系统的应用不断的推广和深入发展，有效促进了嵌入式系统的稳定性和高效性的运行。目前，应用比较常用的嵌入式操作系统主要有：Linux、VxWorks、Windows CE.net等。具有通用操作系统的基本特点，并且能够有效的管理复杂的系统软件，是嵌入式系统中重要的组成部分。在这些常用的嵌入式操作系统中Linux以其自身的特点和优势，在嵌入式系统中应用范围最广，市场最深入。　　　　二、嵌入式Linux系统的优势　　　　嵌入式Linux系统就是利用其优势，在嵌入式系统中发挥着重要的影响力。嵌入式Linux系统的优势主要表现在以下的几个方面：第一，嵌入式Linux的进一步发展使它嵌入式微处理器结合更加的紧密，适应现代软硬件无缝结合的趋势。第二，Linux的内核小、效率高、内核更新速度快，在市场应用中以其免费性和功能强大性在市场中占据优势。第三，Linux适用于多种CPU和多种硬件平台，是一个跨平台的系统，在嵌入式系统中应用使用范围广泛。第四，Linux内核采用模块化设计，针对性强，能够更加适应嵌入式系统的发展。第五，Linux具有固有的模块性，适应性和可配置性强。第六，Linux提供多种图形用户界面系统。　　　　三、嵌入式系统的开发流程　　　　嵌入式系统是有针对性的开发和应用的，所以，一方面它在追求速度、性能和美观的同时更加注重的是嵌入式设计能够满足应用的需求。嵌入式系统的开发流程从嵌入式设计功能、性能、成本、稳定性和可靠性等各个方面来综合考虑和探讨，促进嵌入式系统的各个部分能够有效的融合，相互作用，从而提高嵌入式系统的整体优势。　　　　首先，建立开发环境。嵌入式系统的硬件资源有限，在开发上需要建立相应的交叉开发调试环境，以满足嵌入式系统上的内核和应用程序的需求。目前，常用的交叉开发调试环境主要有开放和商业两种类型。　　　　其次，内核移植与定制。Linux内核采用模块化的设计，具有固定的模块性，能够针对嵌入式系统的需求，定制相应的内核模块大小。为了能够更加的适应系统的硬件平台，Linux系统必须要进行移植，如：结构级移植、平台层次级移植以及搬级移植。　　　　最后，设计文件系统。嵌入式系统中，Flash的空间有限，为了能够适应程序的需要，就必须对Linux文件系统进行裁剪，以满足系统的需求大小。Root文件系统必须包括基本的文件和目录，在嵌入式系统中，可以借助busybox来构建文件系统，减少空间占有率。　　　　四、嵌入式Linux系统的优化　　　　Linux系统以其自身的优越性和独特性在嵌入式系统中得到广泛的应用和推广，随着嵌入式操作系统的不断发展和改进，Linux系统为了能够保障自身的优势，就必须在系统上加以改善，根据嵌入式产品的特点，对系统内核和应用程序进行优化，提高嵌入式Linux系统在嵌入式系统中的影响力。　　　　（一）加快系统启动，减少Linux内核启动时间。Linux内核每次在启动的过程中都需要通过calibrate_de-lay函数计算loops_per_jiffy（Lpj）的值。可以推断出嵌入式系统启动时所用的时间为250ms。所以为了能够有效的对Linux系统进行优化，在启动时可以直接设置LPJ=就可以了。同时当RAM空间处于空置时可以直接采用预读方式加快系统的启动速度。当然，还可以Flash读取、解压内核等时间方面考虑，采取一些有效的方法，减少系统启动时间。　　　　减少内核体积和内存占用。Linux系统本身内核就具有模块性，根据系统需求裁剪，在一定程度上就节省了内存和空间。在嵌入式Linux系统中，减小Linux内核体积，降低内存占用可以采取以下的几种方法：第一，删除生产环节中不必要的内核信息。第二，使用Slob有效的分配内核空间。第三，删除嵌入式系统中不常用的功能。第四，采用内核XIP减少内核使用的RAM空间。减小应用程序的体积和内存占用。第一，选择正确的连接方式，能够有效的减少应用程序的体积。第二，使用Strip命令来删除没有意义的调试符号。第三，简化代码，提高速度。　　　　嵌入式Linux操作系统为整个嵌入式系统发展提供了一个新的方面，有效的促进了嵌入式系统稳定、高效的运行，对于各行各业嵌入式系统的应用和推广都具有十分重要的意义。本文主要就Linux系统的优势和开发流程以及优化进行阐述，促进Linux系统在嵌入式系统中的发展和应用。

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