基于Xscale的PC/104 Linux系統構建

1 引言

PC/104是一種專門為嵌入式控制而定義的工業控制總線。其實質是一種緊湊的IEEE-P996總線規范。PC/104的信號定義和PC/AT基本一致，但電氣和機械規范完全不同，是一種優化的、低功耗的、小型的、堆棧式結構的嵌入式控制系統[1]。

基于嵌入式PC/104的操作系統多為DOS或者Windows。采用DOS系統無圖形窗口，交互能力差；采用Windows系統則需要昂貴的版權費，成本高，且存在安全問題。

ARM(Advanced RISC Machines) 公司是全球領先的16/32位RISC微處理器知識產權設計供應商[2]。 ARM處理器具有體積小、功耗低、性能優良且成本低廉等優點，與PC/104的工作環境對其提出的要求相符，而且Linux具有開放源碼的特點，用戶不必為昂貴的版權費用擔心。因此，研究以基于ARM的Xscale處理器替代傳統的X86架構的PC/104處理器，并以嵌入式Linux系統替代DOS或 Windows系統具有重要意義。

2 PC/104目標硬件平臺介紹

本文采取博創公司的UP-PXA270 PC/104 CPU模塊作為構建Linux的目標硬件平臺。該模塊采用Intel PXA270 Xscale低功耗處理器，主頻104MHZ～520MHZ，集成了64M的SDRAM，有16M的Nor Flash存儲軟件程序及重要數據，提供了CF卡接口、USB接口、VGA接口、LVDS接口、串口、以太網接口。

3 Linux系統在PC/104上的實現

3.1 內核的選擇與下載

3.2 交叉編譯環境的建立

由于宿主機和目標板的處理器架構不同，需要建立交叉編譯環境。在宿主機上完成程序的開發和編譯，在目標板上執行，可以充分利用宿主機的高性能，有效提高編譯效率。

主機采用商用版Redhat-Linux9.0，以解決基于Windows虛擬機環境存在兼容性及對速度產生影響等問題。

本文在X86架構上的主機上采用針對ARM的工具鏈進行開發，開發工具鏈采用UP-PXA270 PC/104 CPU模塊配套光盤中提供的交叉編譯器arm-linux-gcc，安裝步驟如下：

以超級用戶root登陸，并打開一個shell，依次執行如下操作：

1） #mkdir/usr/local/arm;創建開發工具目錄；

2） #cd/usr/local/arm;進入該目錄；

3） #tar xvzf arm_linux_gcc.tar.gz；解壓縮交叉編譯工具；

4） #export PATH=/usr/local/arm/3.2.1/bin:￥PATH。設置環境變量。

便可完成安裝，建立好交叉編譯環境。