Linux嵌入式系统开发教程及PDF指南 (linux嵌入式pdf)

随着物联网的快速发展，嵌入式系统已经成为了现代化社会不可缺少的一部分，而Linux作为一种首选的操作系统，也是嵌入式系统中广泛应用的操作系统之一。本文将为您介绍Linux嵌入式系统开发的相关知识，并提供PDF指南供您参考。

1. 什么是Linux嵌入式系统？

嵌入式系统一般是指嵌入到各种电器或机器中的微型计算机系统，它们通常只有很少的资源（处理器、存储器、接口等），而同时需要具有可靠性、实时性、安全性和低功耗等特征。而Linux嵌入式系统就是在嵌入式系统中运行Linux操作系统的一种架构。Linux嵌入式系统具有稳定、灵活、易开发等特点。

2. Linux嵌入式系统开发的必备技能

要开发出完整的Linux嵌入式系统，您需要掌握以下技能：

（1）熟悉Linux操作系统，包括Linux内核、驱动程序、工具链等；

（2）了解嵌入式系统硬件架构，如芯片选型、硬件接口设计等；

（3）了解Linux嵌入式系统的应用开发，比如使用Qt开发界面、使用OpenCV进行图像处理等。

3. 如何学习Linux嵌入式系统开发？

学习Linux嵌入式系统开发，您可以通过以下途径：

（1）在线教程。网络上有很多免费的在线教程，如网易云课堂、Coursera等，您可以通过这些平台学习Linux嵌入式系统的相关知识；

（2）书籍。有很多高质量的书籍可以帮助您学习Linux嵌入式系统开发，如《深入理解Linux内核》、《嵌入式Linux应用开发详解》等；

（3）实践。只有通过实践才能真正掌握Linux嵌入式系统开发，您可以自己购买嵌入式系统开发板，进行实验和开发。

4. Linux嵌入式系统开发的工具

要进行Linux嵌入式系统开发，您需要以下工具链：

（1）交叉编译工具链。由于嵌入式系统通常不具有计算机的性能和存储资源，因此需要在其他计算机上编译和构建嵌入式系统的应用程序和内核模块，并用交叉编译器生成可执行文件；

（2）调试工具。嵌入式系统开发需要进行调试和测试，因此您需要使用调试工具来帮助您进行测试和调试，如GDB、dmesg、strace等；

（3）下载器。通过下载器将您的应用程序和内核模块下载到目标设备中。

5. Linux嵌入式系统开发的PDF指南

除了在线教程和书籍外，还有很多PDF格式的嵌入式系统开发指南供您参考。

（1）《Linux系统嵌入式开发指南》。本指南详细介绍了如何在嵌入式系统上移植Linux操作系统，包括操作系统、驱动程序、Uboot等内容。

（2）《嵌入式Linux应用开发指南》。本指南介绍了如何使用Qt和OpenCV来开发Linux嵌入式系统上的图形界面和图像处理应用程序。

（3）《嵌入式Linux驱动程序开发指南》。本指南介绍了如何开发Linux内核模块，包括驱动程序、文件系统等。

6.

Linux嵌入式系统开发需要掌握Linux操作系统、嵌入式系统硬件架构和Linux嵌入式系统应用开发等相关知识，您可以通过在线教程、书籍和实践等途径来学习。同时，PDF指南也是一个很好的参考工具。随着物联网的快速发展，Linux嵌入式系统的重要性将越来越凸显。

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Linux正在嵌入式开发领域稳步发展。因为Linux使用GPL（请参阅本文后面的参考资料），所以任何对将Linux定制于PDA、掌上机或者可佩带设备感兴趣的人都可以从因特网免费下载其内核和应用程序，并开始移植或开发。许多仔毕Linux改良品种迎合了嵌入式/实时市场。它们包括RTLinux（实时Linux）、uclinux（用于非MMU设备的Linux）、MontavistaLinux（用于ARM、MIPS、PPC的Linux分发版）、ARM-Linux（ARM上的Linux）和其它Linux系统

嵌入式Linux开发大致涉及三个层次：引导装载程序、Linux内核和图形用户界面（或称GUI）。引导装载程序通常是在任何硬件上执行的之一段代码。在象台式机这样的常规系统中，通常将引导装载程序装入主引导记录（MasterBootRecord，(MBR)）中，或者装入Linux驻留的磁盘的之一个扇区中。通常，在台式机或其它系统上，BIOS将控制移交给引导装载程序。

专用软件可以直接与远程系统上的闪存设备进行交互并将引导装载程序安装在闪存的给定位置中。闪存设备是与存储设备功能类似的特殊芯片，而且它们能持久存储信息—即，在重新引导时不会擦除其内容。

某些种类的嵌入式设备具有微小的引导代码—根据几个字节的指令—它将初始化一些DRAM设置并启用目标上的一个串行（或者USB，或者以太网）端口与主机程序通信。然后，主机程序或装入程序可以使用这个连接将引导装载程序传送到目标上，并将它写入闪存。设置工具链在主机机器上创建一个用于编译将在目标上运行的内核和应用程序的构建环境—这是因为目标硬件可能没有与主机兼容的二进制执行级别。

工具链由一套用于编译、汇编和链接内核及应用程序的组件组成。这些组件包括：Binutils—用哪档于操作二进制文件的实用程序。它们包括诸如ar、as、objmp、objcopy这样的实用程序。G—GNUC编译器。Glibc—所有用户应用程序都将链接到的C库。避免使用任何C库函数的内核和其它应用程序可以在没有该库的情况下进行编译。构建工具链建立了一个交叉编译器环境。本地编译器编译与本机同类的处理器的指令。交叉编译器运行在某一种处理器上，却可以编译另一种处理器的指令。重头设置交叉编译器工具链可不是一项简单的任务：它包括下载源代码、修补补丁、配置、编译、设置头文件、安装以及很多很多的操作。另外，这样一个彻底的构建过程对内存和硬盘的需求是巨大的。如果没有足够的内存和硬盘空间，那么在构建阶段由于相关性、配置或头文件设置等念缓芹问题会突然冒出许多问题。

因此能够从因特网上获得已预编译的二进制文件是一件好事（但不太好的一点是，它们大多数只限于基于ARM的系统，但迟早会改变的）。一些比较流行的已预编译的工具链包括那些来自Compaq（FamiliarLinux）、LART（LARTLinux）和Embedian（基于Debian但与它无关）的工具链—所有这些工具链都用于基于ARM的平台。从用户的观点来看，图形用户界面（GUI）是系统的一个最至关重要的方面：用户通过GUI与系统进行交互。所以GUI应该易于使用并且非常可靠。但它还需要是有内存意识的，以便在内存受限的、微型嵌入式设备上可以无缝执行。所以，它应该是轻量级的，并且能够快速装入。

另一个要考虑的重要方面涉及许可证问题。一些GUI分发版具有允许免费使用的许可证，甚至在一些商业产品中也是如此。另一些许可证要求如果想将GUI合并入项目中则要支付版税。

最后，大多数开发人员可能会选择XFree86，因为XFree86为他们提供了一个能使用他们喜欢的工具的熟悉环境。但是市场上较新的GUI，象CenturySoftware的（Nano-X）和TrolltechQT/Embedded，与X在嵌入式Linux的竞技舞台中展开了激烈竞争，这主要是因为它们占用很少的资源、执行的速度很快并且具有定制窗口构件的支持。

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