深入探究Linux嵌入式设计 (linux嵌入式设计)

Linux作为一种免费开源的操作系统，其应用范围已经不再局限于个人电脑和服务器，而是涉及到嵌入式系统领域，在嵌入式设备领域，由于Linux具有开放性、安全性、稳定性、易于定制化等优点，Linux嵌入式设计已经成为越来越多企业的首选方案。那么，我们就来深入探究一下Linux嵌入式设计的一些关键点。

一、Linux嵌入式系统的基本概念

1.嵌入式系统

嵌入式系统是指由计算机硬件、嵌入式操作系统和应用软件等组成的一种特殊计算机系统，主要用于完成特定的数据处理和控制任务。相对于一般计算机系统，嵌入式系统通常具有小巧、高效、低功耗、安全可靠等特点，被广泛应用于工控、家电、医疗、交通、军事等领域。

2.Linux操作系统

Linux是一种基于Unix的开放源码操作系统，由芬兰计算机科学家Linus Torvalds于1991年开发。Linux凭借着开放、稳定、安全等优点，迅速成为一个强有力的操作系统平台，并且广泛应用于服务器、个人计算机、移动设备、物联网等领域。

3.Linux嵌入式系统

Linux嵌入式系统是指在嵌入式硬件设备上运行的一种嵌入式Linux操作系统。它能够提供给用户一个完整的、处理数据和控制硬件设备的操作平台，在用户需要时能够实现应用程序的部署和运行。

二、Linux嵌入式系统设计的基本步骤

1.硬件平台选择

进行嵌入式系统设计首先要选择硬件平台。硬件平台对嵌入式系统的性能、稳定性、功耗等方面有着重要的影响。根据所需的应用场景选择适合的硬件平台，例如Arduino、Raspberry Pi等。

2.嵌入式Linux操作系统定制化

选中硬件平台之后，需要定制化一个适合该硬件的嵌入式Linux操作系统。开发者可以自行选择Linux内核版本及相关软件包，进行修改、编译并安装到目标嵌入式设备上。在这个过程中，需要根据实际需求把所需的内核模块、驱动程序等加入Linux系统中。

3.应用程序开发

在嵌入式Linux系统中，应用程序是运行在用户空间的。我们可以使用各种编程语言编写应用程序，例如C、Python、Java等，也可以使用各种软件框架，如QT、Gtk+等。应用程序要与内核态的硬件驱动程序进行通信，对硬件进行控制。

4.调试

在应用程序开发这一阶段，可能会出现各种各样的问题，例如软件运行不稳定、崩溃等等。因此，需要进行嵌入式系统的调试。可以使用gdb进行调试，以及日志记录和分析工具记录调试信息。

三、Linux嵌入式系统设计的优缺点

1.优点

（1）开放性。开源的Linux系统可以使工程师快速定制嵌入式系统，并提供全面的硬件支持。

（2）可定制性。用户可以根据实际需求构建适合自已的操作系统。

（3）稳定性。Linux系统的稳定性得到了广泛认可，其设计和内核维护由大量专业工程师进行。

（4）低功耗。Linux系统可以运行在各种低功耗设备上，比如物联网设备、医疗设备等。

2.缺点

（1）硬件驱动支持。在一些较为特殊的嵌入式硬件上，尚未有完善的Linux驱动程序支持。

（2）开发人员的技能门槛比较高，需要较为专业的嵌入式Linux开发经验和技能。

（3）使用开源软件可能会导致一些安全风险。

四、

以上是Linux嵌入式设计的一些基本概念、步骤及优缺点。随着物联网和5G的发展，Linux嵌入式设计将会得到更广泛的应用。因此，对于Linux嵌入式设计这一技术的了解和掌握将对嵌入式开发工程师和相关从业人员非常有帮助。

相关问题拓展阅读：

• Linux和嵌入式Linux有什么区别
• 学嵌入式linux需要先学什么
• linux与嵌入式系统的关系

Linux和嵌入式Linux有什么区别

【Linux】

Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统，存在着许多不同的Linux版本，但它们都使用了Linux内核。

Linux也可以安装在各种计算机硬件设备中，型橡如收集、

平板电脑

、路由器、台式计算机、

超级计算机

等等，人们也已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，且使用GNU工程各种工具和数据库的操作系统。

Linux操作系统

软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言

编译器

等应用软件。它还包括带有多个窗清租桐口管理器的X-Windows

图形用户界面

，如同我们使用Windows

NT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。

【嵌入式Linux】

嵌入式Linux说白了就是利用Linux其自身的许多特点，把它应用到

嵌入式系统

里。

现今已出现了一些

嵌入式操作系统

，比较著名的有Vxwork、pSOS、Neculeus和Windows

CE，但这些操作系统往往是商业化产品，其价格也比较高昂。

Linux做嵌入式的优势，首先，Linux是开放源代码的，答坦不存在黑箱技术，遍布全球的众多Linux爱好者又是Linux开发者的强大技术支持;其次，Linux的内核小、效率高，内核的更新速度很快;第三，Linux是免费的OS，在价格上极具竞争力。

Linux是一种自由和开放源码的类Unix操作系统，存在着唤虚祥许多不同的Linux版本，但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中，比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。Linux是一个领先的操作系统，世界上运算最快的10台超级计算机运行的都誉丛是Linux操作系统。嵌入式Linux系统就和搏是利用Linux其自身的许多特点，把它应用到嵌入式系统里。随着微处理器的产生，价格低廉、结构小巧的CPU和外设连接提供了稳定可靠的硬件架构，那么限制嵌入式系统发展的瓶颈就突出表现在了软件方面。

1. 硬此孝件平台：

嵌入式Linux一般是Mips, ARM平台，

桌面Linux一般是x86平台。

2. 根文件系统

嵌租握入式Linux一般用UBIFS, yaffs2, jffs2.

桌面Linux一般用ext3。

3. shell不一样

嵌入式Linux一般用busybox.

桌面弊扒庆Linux一般用bash.

学嵌入式linux需要先学什么

如果是希望向嵌入式软件方向发展的话，目前最常见的是嵌入式LinuxARM方向，关于这个方向，我认为大概分3个阶段：

1、嵌入式linux上层应用，包括QT的GUI开发

2、嵌入式linux系统开发

3、嵌入式linux驱动开发嵌入式目前主要面向的几个操作系统是，LINUX，WINCE、VxWorks等等

Linux是开源免费的，而且其源代码是开放的，更加适合我们学习嵌入式。所以自学的话你可以尝试以下路线：

（1） C语言是所有编程语言中的强者，单片机、DSP、类似ARM的种种芯片的编程都可以用C语言搞定），因此必须非常熟练的掌握。

推荐书籍：谭浩强的很不错，《The C Programming Language》 这本经典的教材是老外写的，也有中译版本。

（2） 操作系统原理，是必需的，如果你是计算机专业毕业那也就无所谓了，如果是非计算机专业的就必须找一本比较浅显的计算机原理书籍看一看，把啥叫“进程”“线程”“系统调度”等等基本问题搞清楚。

（3） Linux操作系统就是用C语言编写的，所以你也应该先学习下Linux方面的编程，只有你会应用了，才能近一步去了解其内核的精髓。

推荐书籍：《UNIX环境高级编程》（第2版）

（4） 了解ARM的架构，原理，以及其汇编指令，我们在嵌入式开发中，一般很少去写汇编，但是最起码的要求是能够看懂arm汇编。

（5） 系统移植的时候，就需要你从最下层的bootloader开始，然后内核移植，文件系统移植等。而移植这部分对硬件的依赖是非常大的，其配置步骤纤销首也相对复杂，也没有太多详细资料。

（6） 驱动开发

linux驱动程序设计既是个极富有挑战性毁数的领域，又是一个博大精深的内容。

linux驱动程序设计本质是属于linux内核编程范畴的，因而是对linux内核和内核编程是有要求的。在学习前你要想了解linux内核的组成，斗郑因为每一部分要详细研究的话足够可以扩展成一本厚书。以上只不过是大概的框架，在实际的开发中还会涉及很多东西，比如：交叉编译、makefile、shell脚本等等，所以说学习嵌入式的周期较长，门槛较高，自学的话更是需要较强的学习能力和专业功底。只要能坚持下来一定会取得成功！推荐到华清远见的网站上了解嵌入式的课程体系和学习方法，还有很多资料和视频教程可以下载。

linux与嵌入式系统的关系

linux和嵌入式系统是相互于相互交叉使用的。

嵌入式系统的定义就是软硬件可裁剪，在实际项目中，对产品的功耗、存储等要求严格，所以就会涉及将完整的Linux系统进行精简瘦身，节约存储提高效率，这就是所谓的系统移植拿族、裁剪。此工作需要对Linux内核极其熟悉。

Linux驱动开发：嵌入式产品上面的各种外设的驱动开发，不仅要懂软件、还需要熟悉消御弊Linux内核代码、了解硬件相关知识。

嵌入式应用开发：调用Linux的系统调用接口，进行基于Linux系统的应用开发，只需要有LinuxC语言知识的积累即可完成。

扩展资料

嵌入式linux的特点

1、嵌拆竖入式linux既继承了Internet上无限的开放源代码资源，又具有嵌入式操作系统的特性。

2、嵌入式Linux的特点是版权费免费;购买费用媒介成本技术支持全世界的自由软件开发者提供支持网络特性免费。

3、一些嵌入式系统设计成具有附加的功能，如存储在非易失性存储器中的程序，并且具有运行可以完成原始设计范围之外的任务的多任务操作系统的能力。

参考资料来源：

百度百科—嵌入式linux

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