MicroBlaze處理器的PetaLinux操作系統(tǒng)移植

作者：時(shí)間：2011-04-15 來源：網(wǎng)絡(luò)

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2．2 建立硬件平臺(tái)
PetaLinux為每個(gè)應(yīng)用工程建立一個(gè)文件夾，里面保存該工程的硬件配置。在移植PetaLinux時(shí)，只需選擇相應(yīng)的硬件平臺(tái)，內(nèi)核就會(huì)讀取該工程文件夾下的配置文件。使用PetaLinux-new-platform命令建立硬件平臺(tái)，如果使用MMU(虛擬內(nèi)存管理單元)，則在此命令后添加-m選項(xiàng)。硬件平臺(tái)建立起來后，運(yùn)行make menuconfig命令，在Vendor／Product Seletion選項(xiàng)中，選擇該硬件平臺(tái)。
另外，還需將在EDK下生成的配置文件轉(zhuǎn)換成Linux操作系統(tǒng)可以識(shí)別的格式。在工程文件夾下運(yùn)行PetaLinux-copy-autoconfig命令，自動(dòng)完成格式轉(zhuǎn)換，并拷貝配置文件到已選擇的工程文件夾下。
2．3 添加自定義設(shè)備驅(qū)動(dòng)
本系統(tǒng)自定義了IP核，因此必須開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序并將其添加到PetaLinux配置中。添加自定義設(shè)備驅(qū)動(dòng)主要步驟如下：
①在平臺(tái)配置目錄下Makefile文件中添加語(yǔ)句platobj-$(CONFIG_PETALOGIX_DDC)+=ddc．o和$(obj)／ddc．o：．config使設(shè)備初始化函數(shù)ddc．C與內(nèi)核配置相關(guān)聯(lián)；
②在驅(qū)動(dòng)程序所在目錄下的Makefile文件中添加obj-$(CONFIG_PETALOGIX_DDC)+=ddc_adapter．o使設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序ddc_adapter．c與內(nèi)核配置相關(guān)聯(lián)；
③修改設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序所在目錄下的Kconfig文件，使配置內(nèi)核時(shí)可以選擇該設(shè)備驅(qū)動(dòng)，并添加以下語(yǔ)句：

通過以上文件的修改，就可以在配置PetaLinux內(nèi)核時(shí)選擇自定義的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。
2．4 配置PetaLinux內(nèi)核
由于Linux內(nèi)核的可裁減性，能夠方便地對(duì)內(nèi)核進(jìn)行修改、裁減、編譯，最終移植到一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中。運(yùn)行圖形編輯工具make menuc-onfig命令，對(duì)內(nèi)核和系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行配置。
在內(nèi)核配置的設(shè)備驅(qū)動(dòng)選項(xiàng)中，一定要選擇與系統(tǒng)硬件配置一致的硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)，否則內(nèi)核編譯時(shí)就會(huì)出錯(cuò)。針對(duì)本系統(tǒng)的硬件配置，主要配置以下幾項(xiàng)驅(qū)動(dòng)：
①[Block devices]塊設(shè)備。選擇Xilinx SystemACEsupport。
②[Misc device]混雜設(shè)備。選擇FSL FIFO driver，然后進(jìn)入FSL Channel Selection，選擇FIFO on FSLO，并選擇自添加設(shè)備驅(qū)動(dòng)Pet-aLogix DDC101 Driver。
③[Network device support]網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。選擇Ethernet(1000Mbit)子菜單中的Xilinx 10／100／1000 LLTEMAC support。
④[Character devices]字符設(shè)備。選擇Serial drivers子菜單中的8250／16550 and compatible serial support和Console on 8250／16550 and compatible serial port。
文件系統(tǒng)選項(xiàng)中，默認(rèn)選擇了ext2、romfs和cramfs文件系統(tǒng)，其他文件系統(tǒng)可以根據(jù)需要自行選擇。本系統(tǒng)需要掛載DOS文件系統(tǒng)的CF卡，因此進(jìn)行以下配置：
①[DOS／FAT／NT Filesystems]。選擇MSDOS fssupport。
②[Native Language Support]。選擇Codepage 437(United States，Canada)。
內(nèi)核配置中的其他配置可以根據(jù)目標(biāo)系統(tǒng)的不同靈活配置，配置完成后保存退出，自動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)環(huán)境配置菜單。系統(tǒng)環(huán)境配置是對(duì)Peta-Linux的屬性、命令進(jìn)行配置，主要有以下幾個(gè)選項(xiàng)：
①[System Settings]系統(tǒng)設(shè)置。配置系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址、默認(rèn)用戶名、默認(rèn)登陸密碼和所用根文件系統(tǒng)等內(nèi)容。
②Core Applications]內(nèi)核應(yīng)用。主要配置內(nèi)核的常用特性。
③[Network Applications]網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。配置網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用時(shí)的相關(guān)命令。
④[Miscellaneous Applications]混雜應(yīng)用。配置系統(tǒng)內(nèi)核中的命令。
⑤[BusyBox]。配置系統(tǒng)內(nèi)核中的命令。
PetaLinux已經(jīng)設(shè)置好了編譯規(guī)則，因此配置完成后，依次執(zhí)行命令make dep、make clean、make all，建立文件依賴關(guān)系，清除舊的文件，編譯內(nèi)核，生成內(nèi)核image。

3 PetaLinux啟動(dòng)方案
經(jīng)過編譯的PetaLinux內(nèi)核image文件主要有image．bin、image．elf、image．ub。根據(jù)選擇image文件的不同，PetaLinux有4種啟動(dòng)方案：XMD下載啟動(dòng)、TFTP網(wǎng)絡(luò)下載啟動(dòng)、Flash啟動(dòng)和SysACE CF卡啟動(dòng)。其中，XMD和TFTP網(wǎng)絡(luò)下載啟動(dòng)方案，在每次系統(tǒng)上電后都必須重新下載，適用于系統(tǒng)調(diào)試；Flash啟動(dòng)方案在系統(tǒng)上電后自動(dòng)從Flash中讀取配置文件，但Flash燒寫速度較慢，更改系統(tǒng)配置較為不便。因此，本系統(tǒng)選用SysACECF卡啟動(dòng)方案。
使用SysACE CF卡啟動(dòng)PetaLinux，先將硬件比特流文件和image．elf制作成ACE文件，再?gòu)?fù)制到CF卡中，配置CF卡啟動(dòng)PetaLinux。制作ACE文件，可在EDKShell窗口運(yùn)行命令：
xmd-tcl genace．tcl(命令工具)
-jprog-board m1402(所需的開發(fā)板)
-hw implementation／download．bit(生成的比特流文件)
-elf image．elf(編譯Linux內(nèi)核生成的可執(zhí)行網(wǎng)表文件)
-ace system．a(chǎn)ce(需生成的ACE文件)
成功后，適合于ML-402開發(fā)板的ACE文件就生成了。
Linux運(yùn)行需要根文件系統(tǒng)的支持，啟動(dòng)時(shí)必須加載文件系統(tǒng)以支持系統(tǒng)的運(yùn)行，而image．elf中不包含文件系統(tǒng)。因此，使用SysACE CF卡啟動(dòng)時(shí)必須手動(dòng)加載文件系統(tǒng)。在編譯PetaLinux內(nèi)核時(shí)，已經(jīng)生成了以romfs文件夾為名稱的文件系統(tǒng)，所以只需將CF卡分區(qū)和格式化，然后掛載此文件系統(tǒng)。具體步驟如下：
①將CF卡掛載到Linux系統(tǒng)中，運(yùn)行命令fdisk／dev／sda把CF卡分成3個(gè)區(qū)。第1分區(qū)存放system．a(chǎn)ce文件，第2分區(qū)為L(zhǎng)inux Swap交換分區(qū)，第3分區(qū)存放根文件系統(tǒng)。
②Linux下格式化第3分區(qū)為ext2文件系統(tǒng)，運(yùn)行命令mke2fs／dev／sda3。在／ete／fstab下輸入命令／dev／sda3／mnt／rootfs auto defaults，user，noauto 0 0。把設(shè)備sda3掛在／mnt／rootfs文件下，文件系統(tǒng)為默認(rèn)的ext2，普通用戶，能掛載，不轉(zhuǎn)儲(chǔ)，啟動(dòng)時(shí)不掃描文件系統(tǒng)。通過命令mount／mnt／rootfs掛載該目錄，這樣就可以把根文件系統(tǒng)rootfs拷貝到CF卡的該分區(qū)上。
③Windows下格式化第1分區(qū)為FAT32文件系統(tǒng)，把system．a(chǎn)ce復(fù)制到這個(gè)分區(qū)。
④Linux下格式化第2分區(qū)為交換分區(qū)，運(yùn)行命令mkswap／dev／sda2。
一切準(zhǔn)備就緒后，插入CF卡，開啟電源，就可以從CF卡啟動(dòng)PetaLinux。

結(jié)語(yǔ)
本文介紹了一種可用于MicroBlaze處理器的嵌入式Linux操作系統(tǒng)——PetaLinux，并詳細(xì)討論了其內(nèi)核配置和啟動(dòng)方案。通過移植Peta-Linux，本文開發(fā)的SOPC可以直接用于實(shí)際工程。該嵌入式操作系統(tǒng)移植快速、簡(jiǎn)單，由于其基于Linux2．6內(nèi)核，可以保證較高的穩(wěn)定性。因此，在SOPC應(yīng)用日益復(fù)雜的背景下具有較高的實(shí)用價(jià)值。
本文創(chuàng)新點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了PetaLinux在MicroBlaze處理器的移植，并成功實(shí)現(xiàn)PetaLinux中自定義硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)的添加和SysACE CF卡的啟動(dòng)方案。