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嵌入式

实验一系统固件编译与烧写

一、实验目的

掌握编译 OMAP4460 系统x-loader、U-Boot、kernel 的过程，掌握SD卡启动系统过程。

二、实验内容

1、在宿主机 Ubuntu 操作系统下编译目标板的x-loader 与U-Boot。

2、在宿主机 Ubuntu 操作系统下编译目标板的kernel 固件。

3、拷贝系统固件至 SD 卡，通过SD 卡启动目标板系统。

三、实验设备

1、BISTU-OMAP4460 嵌入式实验箱1套。

2、宿主机电脑，安装Vmware workstation和Ubuntu并配置好OMAP446 开

发环境。

四、实验步骤

4.1 开机进入开发环境

打开电脑中Vmware Workstation软件，启动Ubuntu操作系统，本实验中全部工作均在

该系统下操作。进入开机界面，用户名bistu，密码123456。

4.2 编译x-loader和u-boot

打开终端，输入以下指令：

① $ cd ~/WorkSpace/Software/Ubuntu1204_20130605/source/

② $ sudo tar xvzf u-boot-chipsee-panda-exp-20130609.tar.gz

③ ls

④ $

③ ls

④ $ cd u-boot-chipsee-panda-exp-20130609/

⑤ $ source /etc/profile

⑥ $ export CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-

⑦ $ export ARCH=arm

⑧ $ make distclean

⑨ $ make omap4_panda

编译完成之后，同时生成了MLO和u-boot.img两个我们需要的文件。

将生成的文件拷贝到自己的存储目录myProject。

#cp MLO u-boot.img ~/myProject/

4.3 编译内核

打开终端，输入以下指令：

#cd WorkSpace/Software/Ubuntu1204_20130605/source/

解压内核文件压缩包，并进入内核文件夹

#tar xvzf Ubuntu-precise-kernel-chipsee-20130605.tar.gz

修改目录所有者权限：

# sudo chown -R bistu:bistu ubuntu-precise-kernel-chipsee- 20130605

进入内核目录：

#cd ubuntu-precise-kernel-chipsee-20130605/

删除以前编译生成的余留文件，保证内核包的清洁：

#make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi Distclean

配置内核（请自行阅读内核目录下的README 文件）：

#make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabimenuconfig

使用的是make menuconfig，使用空格键进行选取。你会发现在每一个选项前都有个括号, 但

有的是中括号有的是尖括号，还有一种圆括号。用空格键选择时可以发现，中括号里要么

是空，要么是"*"，而尖括号里可以是空，"*"和"M"这表示前者对应的项要么不要，要么编

译到内核里；后者则多一样选择，可以编译成模块。而圆括号的内容是要你在所提供的几个

选项中选择一项。

选择相应的配置时，有三种选择，它们分别代表的含义如下：

[*]－-将该功能编译进内核

[ ]－-不将该功能编译进内核

[M]－-将该功能编译成可以在需要时动态插入到内核中的模块

如果自己配置内核请参考前面内核配置选项说明，内核配置选项只是列出了通用的一些配置，

对于一些特殊的嵌入式应用的配置选项，可能没有介绍到。

进行编译：

#make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabipanda_

exp_defconfig

编译内核命令：

#make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi- uImage

执行完以上操作后，arch/arm/boot 目录下会生成我们需要的uImage 文件。（实验注意事项：内核的配置选项很多，目标板提供的内核文件已经做好了相应的配置，如果想深入了解内核，还需要很多相关的知识。）

将生成的文件拷贝到自己的存储目录myProject。

# cp arch/arm/boot/uImage ~/myProject/

4.4 烧写SD卡并启动系统

1、进入烧写SD卡目录

# cd ~/mksd_ubuntu

2、boot 目录下有已做好的启动固件，filesystem 文件下是已经做好的根文件系统

rootfs.tar.gz

3、prebuilt文件下有一个脚本文件mksdcard.sh，通过读卡器插入SDcard后，运行

sudo ./mksdcard.sh --device /dev/sdX

其中sdX 是插入的SDcard在Ubuntu系统中的盘符代号，可以通过sudo fdisk –l来查看

通过 sudo fdisk –l 查得插入的SDcard盘符代号是/dev/sdb，所以就可以输入来烧写SD

卡。

#sudo ./mksdcard.sh --device /dev/sdb

因 Ubuntu文件系统2G 多, 此过程需要时间很长, 耐心等待。

4、将编译U-Boot生成的MLO、u-boot.img文件，编译内核生成的uImage文件全部复制到

boot目录文件下。

# cd ~/myProjcet

# cp MLO u-boot.img uImage /media/boot/

5、卸载SD卡，放到开发板上启动。

五、实验结果记录

六、实验感想

实验二应用程序开发

一、实验目的

掌握在 Ubuntu 环境下交叉编译应用程序的方法。

二、实验内容

1、使用Vi 或者Gedit 文本编译器编译C 语言、汇编语言程序和Makefile 文件，计算公式3*x2+2*x3和求平均数。

2、MAKE编译得到ARM 可执行程序formula和average，分别通过NFS 和

TFTP 传送程序到目标板上执行并测试。

三、实验设备

1、BISTU-OMAP4460嵌入式实验箱1 套。

2、宿主机电脑，安装Vmware workstation 和Ubuntu 并配置好OMAP446 开发环境。

四、实验步骤

(1)计算公式3*x2+2*x3

1、在Linux 主机上建立工作目录，执行如下命令。

# cd ~

# mkdir exam1

# cd exam1

# gedit formula.c

2、在 formula.c 程序里面输入以下内容：

#include

extern int compute(int data);

int main()

{

int x;

printf("Input x=");

scanf("%d",&x);

printf("The result is %d\n",compute(x));

return 0;

}

3、执行命令生成汇编文件

# gedit compute.S

包含计算3*x^2+2*x^3过程的汇编文件为compute.S内容如下:

.text

.align

.global compute

compute:

stmfd sp!,{r4-r11,r14}

mul r1,r0,r0

mov r3,#2

mul r2,r1,r3

mov r3,#3

mul r4,r1,r3

mla r0,r2,r0,r4

ldmfd sp!,{r4-r11,r15}

4、编写Makefile 文件

由于编译程序的过程较为繁琐，因此编写了一个简单的Makefile来组织这些源程序，因

为程序是要在开发板上运行，因此指定了交叉编译工具。

# gedit Makefile

Makefile文件内容如下：

CC = arm-none-linux-gnueabi-gcc

NAME = formula

formula: formula.c compute.S

$(CC) formula.c compute.S -static -o $(NAME)

clean:

rm -f $(NAME)

注意：其中首行空格用Tab键生成，否则有编译错误。

5、在exam1目录下执行make命令得到可执行文件formula

#make

6、应用strip工具精简可执行程序

# arm-none-linux-gnueabi-strip formula

7、file命令可以查看formula程序属性

#file formula

8、拷贝文件到NFS共享目录

#sudo cp formula /nfsshare

(2)计算 4个数的平均值

1、在Linux 主机上建立工作目录，执行如下命令。

# cd ~

# mkdir exam2

# cd exam2

# gedit avg.c

2、在avg.c程序里面输入以下内容：

#include

extern int average(int i, int j, int k, int l);

int main(void)

{

int a,b,c,d,avr;

printf("Input 4 number:\n");

scanf("%d",&a);

scanf("%d",&b);

scanf("%d",&c);

scanf("%d",&d);

printf("a=%d,b=%d,c=%d,d=%d\n",a,b,c,d);

avr= average(a, b, c, d);

printf("(%d+,%d+,%d+,%d)/4=,%d\n",a,b,c,d,avr);

return 0;

}

3、执行命令生成汇编文件

# gedit average.S

包含计算平均值的汇编文件为average.S内容如下:

.global average

.align

average:

add r0, r1, r0

adc r0, r2, r0

adc r0, r3, r0

mov r0, r0, lsr #2

mov pc, lr

.end

4、编写Makefile 文件

由于编译程序的过程较为繁琐，因此编写了一个简单的Makefile来组织这些源程序，因

为程序是要在开发板上运行，因此指定了交叉编译工具。

# gedit Makefile

Makefile文件内容如下：

CC = arm-none-linux-gnueabi-gcc

NAME = average

average: avg.c average.S

$(CC) avg.c average.S -static -o $(NAME)

clean:

rm -f $(NAME)

注意：其中首行空格用Tab键生成，否则有编译错误。

5、在exam1目录下执行make命令得到可执行文件average

#make

6、应用strip工具精简可执行程序

# arm-none-linux-gnueabi-strip average

7、file命令可以查看average程序属性

#file average

8、拷贝文件到NFS共享目录

#sudo cp average /nfsshare

(3)配置开发板网络和NFS服务

首先，电脑插入SD卡，输入命令：

bistu@bistu-virtual-machine:~$cd /media/rootfs/etc/

network

bistu@bistu-virtual-machine:~$sudo gedit interfaces

在文本编译器中最后行添加如下内容：

auto eth0

iface eth0 inet static

address 192.168.1.90

netmask 255.255.255.0

gateway 192.168.1.1

保存并退出。

拷贝NFS服务和TFTP服务所需Deb库到SD卡rootfs/home/chipsee目录。

bistu@bistu-virtual-machine:~$ cd /media/rootfs/home/

chipsee

bistu@bistu-virtual-machine:~$ cp -R ~/deb .

安全删载SD卡退出。

使用USB转串口模块和串口线，连接电脑和开发板。

主机上新开一个终端，执行命令，访问ttyUSB0设备端口：

bistu@bistu-virtual-machine:~$sudo minicom

将SD卡插入开发板，插入5V电源启动开发板系统，在minicom终端中可以看到系统启

动信息，进入开发板登录界面，输入用户名chipsee，密码chipsee。

连接电脑网络线上端至开发板，这样电脑和开发板相当于网络直连，在minicom 终端上

执行开发板命令，ping 电脑IP地址。

chipsee@chipsee-desktop:~$ ping 192.168.1.10

没问题的话可以ping通。

接着安装NFS服务所需支持库。

Chipsee@chipsee-desktop:~$ cd ~/deb