基于Xscale的PC/104 Linux系统构建

1 引言

PC/104是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线。其实质是一种紧凑的IEEE-P996总线规范。PC/104的信号定义和PC/AT基本一致，但电气和机械规范完全不同，是一种优化的、低功耗的、小型的、堆栈式结构的嵌入式控制系统[1]。

基于嵌入式PC/104的操作系统多为DOS或者Windows。采用DOS系统无图形窗口，交互能力差；采用Windows系统则需要昂贵的版权费，成本高，且存在安全问题。

ARM(Advanced RISC Machines) 公司是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商[2]。 ARM处理器具有体积小、功耗低、性能优良且成本低廉等优点，与PC/104的工作环境对其提出的要求相符，而且Linux具有开放源码的特点，用户不必为昂贵的版权费用担心。因此，研究以基于ARM的Xscale处理器替代传统的X86架构的PC/104处理器，并以嵌入式Linux系统替代DOS或 Windows系统具有重要意义。

2 PC/104目标硬件平台介绍

本文采取博创公司的UP-PXA270 PC/104 CPU模块作为构建Linux的目标硬件平台。该模块采用Intel PXA270 Xscale低功耗处理器，主频104MHZ～520MHZ，集成了64M的SDRAM，有16M的Nor Flash存储软件程序及重要数据，提供了CF卡接口、USB接口、VGA接口、LVDS接口、串口、以太网接口。

3 Linux系统在PC/104上的实现

3.1 内核的选择与下载

3.2 交叉编译环境的建立

由于宿主机和目标板的处理器架构不同，需要建立交叉编译环境。在宿主机上完成程序的开发和编译，在目标板上执行，可以充分利用宿主机的高性能，有效提高编译效率。

主机采用商用版Redhat-Linux9.0，以解决基于Windows虚拟机环境存在兼容性及对速度产生影响等问题。

本文在X86架构上的主机上采用针对ARM的工具链进行开发，开发工具链采用UP-PXA270 PC/104 CPU模块配套光盘中提供的交叉编译器arm-linux-gcc，安装步骤如下：

以超级用户root登陆，并打开一个shell，依次执行如下操作：

1） #mkdir/usr/local/arm;创建开发工具目录；

2） #cd/usr/local/arm;进入该目录；

3） #tar xvzf arm_linux_gcc.tar.gz；解压缩交叉编译工具；

4） #export PATH=/usr/local/arm/3.2.1/bin:￥PATH。设置环境变量。

便可完成安装，建立好交叉编译环境。