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应用于数控系统的嵌入式Linux系统研究

作 者: 彭丹
导 师: 王子牛
学 校: 贵州大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: Linux 嵌入式系统 裁减 RTLinux 数控系统
分类号: TG659
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 56次
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内容摘要


本文主要研究嵌入式Linux系统的裁减的问题。Linux系统的裁减的目的就是建立一个在特定的嵌入式环境下与需求相匹配的嵌入式Linux系统。Linux的性能、可靠性、灵活性、和开放性,与其支持多微处理器体系结构、硬件设备、图形支持和通信协议相结合,把Linux建成了一个日益发展的操作系统平台。目前出现了越来越多构建基于Linux的嵌入式系统,而这其中关键的一步就是对Linux系统部分的裁减。本文描述了建立嵌入式Linux的基本步骤,其中Linux的内核裁减一般是利用了Linux自身的裁减编译系统(make menuconfig),裁减都是以模块化选择进行,裁减粒度比较大,所能裁减的效果并不好。而本文通过对应用程序调用的分析,对Linux库文件和内核进行了功能上的分析,找出它们之间的调用关系,有针对性的进行裁减,可以进一步提高裁减效果。在技术上运用了构造调用关系的裁减方法,提出了裁减的基本思路和一些技术问题。最后,以数控系统的特殊要求为目标,对Linux进行了裁减和重新构建,包括使用RTLinux对Linux增强实时性,裁减库文件,修改裁减内核文件,引导程序的配置等,构造了一个完整的系统。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-8
第一章 绪论  8-15
  1.1 选题背景及意义分析  8-9
  1.2 国内外嵌入式操作系统的现状  9-12
    1.2.1 国际上嵌入式操作系统的现状和技术发展趋势  9-10
    1.2.2 国内嵌入式操作系统的现状和技术发展趋势  10-12
  1.3 用于数控系统嵌入式系统  12
  1.4 嵌入式Linux操作系统  12-13
  1.5 研究内容及章节安排  13-15
第二章 Linux裁减定制的问题  15-29
  2.1 Linux系统整体框架  15-20
    2.1.1 Linux内核功能划分  15-16
    2.1.2 Linux引导启动流程  16-18
    2.1.3 Linux目录结构分析  18-20
  2.2 初探Linux裁减  20-21
    2.2.1 裁减在嵌入式开发流程中的位置  20
    2.2.2 裁减Linux的思想  20-21
  2.3 裁减Linux的4个方面  21-27
    2.3.1 引导程序的修改  22-23
    2.3.2 内核的裁减和编译  23
    2.3.3 库的裁减和选择  23-24
    2.3.4 驱动程序的裁减和重写  24-27
  2.4 小结  27-29
第三章 Linux系统裁减的技术研究  29-39
  3.1 Linux系统裁减技术和思路  29
    3.1.1 Linux裁减的4种技术  29
    3.1.2 Linux裁减的思路  29
  3.2 库文件的裁减  29-34
    3.2.1 库裁减技术的原理  30-31
    3.2.2 库裁减技术的分析  31-33
    3.2.3 库裁减技术的一些展望  33-34
  3.3 裁减编译内核  34-35
    3.3.1 裁减内核  34
    3.3.2 编译内核  34-35
  3.4 运用调用关系的裁减  35-38
    3.4.1 构造应用程序调用关系  35-36
    3.4.2 构造共享库调用关系  36-37
    3.4.3 构造内核调用关系  37
    3.4.4 删除不必要的硬件驱动程序  37
    3.4.5 提取所需要的库和内核函数  37-38
    3.4.6 删除无效的处理异常的代码  38
  3.5 小结  38-39
第四章 用于数控系统的嵌入式Linux系统裁减研究  39-65
  4.1 系统开发环境  39-40
    4.1.1 目标系统体系结构  39
    4.1.2 硬件环境  39-40
    4.1.3 软件环境  40
    4.1.4 技术要求  40
  4.2 增强系统实时性  40-46
    4.2.1 RTLinux的实现机制  41-42
    4.2.2 RTLinux的环境搭建  42-43
    4.2.3 RTLinux的实时性能测试和评价  43-46
  4.3 系统裁减  46-57
    4.3.1 库裁减  47-49
      4.3.1.1 应用程序所需库文件分析  47
      4.3.1.2 Qte图形库裁减  47-49
      4.3.1.3 共享库裁减  49
      4.3.1.4 库裁减分析  49
    4.3.2 内核裁减  49-57
      4.3.2.1 裁减页面交换机制  49-54
      4.3.2.2 根据库调用对内核进行裁减  54-56
      4.3.2.3 内核的编译  56-57
      4.3.2.4 内核裁减结果分析  57
  4.4 构建根文件系统  57-59
    4.4.1 根文件系统  58
    4.4.2 创建根文件系统  58-59
  4.5 引导程序的配置和嵌入式系统安装  59-63
    4.5.1 DOC驱动的安装  59-60
    4.5.2 DOC中装入Linux  60-61
    4.5.3 系统引导程序的配置和启动  61-63
  4.6 实验结果分析  63-64
  4.7 小结  64-65
第五章 结论  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-69
攻读硕士学位期间发表的学术论文  69-70
附录一: RTLinux实时性能测试代码  70-73
附录二: 嵌入式文件系统配置  73-75

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 程序控制机床、数控机床及其加工
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