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嵌入式linux在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用
摘要：針對(duì)嵌入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應(yīng)用特點(diǎn)，介紹了嵌入式linux的主要技術(shù)及在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用方法。結(jié)合硬件平臺(tái)詳細(xì)說明了嵌入式linux系統(tǒng)的主要實(shí)現(xiàn)方法?同時(shí)也簡要介紹了該嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)內(nèi)核、內(nèi)存機(jī)制和文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；嵌入式linux；工業(yè)控制
１ 前言
隨著Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)各種工業(yè)控制設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)功能要求也越來越高。當(dāng)前的要求是希望工業(yè)控制設(shè)備能夠支持ＴＣＰ／ＩＰ以及其它Ｉｎｔｅｒｎｅｔ協(xié)議，從而能夠通過用戶熟悉的瀏覽器查看設(shè)備狀態(tài)、設(shè)置設(shè)備參數(shù)，或者將設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到Ｗｉｎｄｏｗｓ或Ｕｎｉｘ／Ｌｉｎｕｘ服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫中。這就要求工控系統(tǒng)必須具備兩方面的功能：一是要在現(xiàn)場完成復(fù)雜的測控任務(wù)，因?yàn)橥ǔＲ恍┤蝿?wù)都具有一定的實(shí)時(shí)性要求；二是要求測控系統(tǒng)能夠與某一類型的控制網(wǎng)相連，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。在目前應(yīng)用的大多數(shù)測控系統(tǒng)中，嵌入式系統(tǒng)的硬件采用的是８／１６位單片機(jī)；軟件多采用匯編語言編程，由于這些程序僅包含一些簡單的循環(huán)處理控制流程。因此，單片機(jī)與單片機(jī)或上位機(jī)之間的通信通常通過ＲＳ２３２、ＲＳ４８５來組網(wǎng)。這些網(wǎng)絡(luò)存在通信速度慢、聯(lián)網(wǎng)功能差、開發(fā)困難等問題。工業(yè)以太網(wǎng)已逐步完善，在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得越來越多的應(yīng)用。工業(yè)以太網(wǎng)使用的是ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議，因而便于聯(lián)網(wǎng)，并具有高速控制網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)。
現(xiàn)在，３２位嵌入式ＣＰＵ價(jià)格的下降和性能指標(biāo)的提高，為嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提供了可能。那么，限制嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸就突出地表現(xiàn)在軟件方面。盡管從上世紀(jì)八十年代末開始，已經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)了一些嵌入式操作系統(tǒng)（比較著名的有Ｖｘｗｏｒｋ、ｐＳＯＳ、Ｎｅｃｕｌｅｕｓ和Ｗｉｎｄｏｗｓ ＣＥ等），但這些專用操作系統(tǒng)都是商業(yè)化產(chǎn)品，其高昂的價(jià)格使許多生產(chǎn)低端產(chǎn)品的小公司望而卻步；而且，源代碼的封閉性也大大限制了開發(fā)者的積極性。嵌入式系統(tǒng)需要的是一套高度簡練、界面友善、質(zhì)量可靠、應(yīng)用廣泛、易開發(fā)、多任務(wù)，并且價(jià)格低廉的操作系統(tǒng)。如今，業(yè)界已經(jīng)達(dá)成共識(shí)：即嵌入式ｌｉｎｕｘ是大勢所趨。 嵌入式Ｌｉｎｕｘ操作系統(tǒng)以價(jià)格低廉、功能強(qiáng)大、易于移植等特點(diǎn)而正在被廣泛采用，并已成為一種新興力量。
２ 嵌入式ｌｉｎｕｘ技術(shù)
嵌入式Ｌｉｎｕｘ是按照嵌入式操作系統(tǒng)的要求而設(shè)計(jì)的一種小型操作系統(tǒng)，它由一個(gè)Ｋｅｒｎｅｌ（內(nèi)核）及一些根據(jù)需要進(jìn)行定制的系統(tǒng)模塊組成。Ｋｅｒｎｅｌ一般只有幾百ｋＢ左右，即使加上其它必須的模塊和應(yīng)用程序，所需的存儲(chǔ)空間也很小。它具有多任務(wù)、多進(jìn)程的系統(tǒng)特征，有些還具有實(shí)時(shí)性。一個(gè)小型的嵌入式Ｌｉｎｕｘ系統(tǒng)只需要引導(dǎo)程序、Ｌｉｎｕｘ微內(nèi)核、初始化進(jìn)程３個(gè)基本元素。運(yùn)行嵌入式Ｌｉｎｕｘ的ＣＰＵ可以是ｘ８６、Ａｌｐｈａ、Ｓｐａｒｃ、ＭＩＰＳ、ＰＰＣ等。與這些芯片搭配的主板都很小，通常只有一張ＰＣＩ卡大小，有的甚至更小。嵌入式Ｌｉｎｕｘ所需的存儲(chǔ)器不是軟磁盤、硬盤、Ｚｉｐ盤、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ這些眾所周知的常規(guī)存儲(chǔ)器，它主要使用Ｒｏｍ、ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ、Ｍ－Ｓｙｓｔｅｍｓ的ＤｉｓｋＯｎＣｈｉｐ、Ｓｏｎｙ的ＭｅｍｏｒｙＳｔｉｃｋ、ＩＢＭ的ＭｉｃｒｏＤｒｉｖｅ等體積極小（與主板上的ＢＩＯＳ大小相近），且存儲(chǔ)容量不太大的存儲(chǔ)器。它的內(nèi)存可以使用普通的內(nèi)存，也可以使用專用的ＲＡＭ。
與其它嵌入式操作系統(tǒng)
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