㈠ 計算機網路設計實訓報告
摘要:使用Linux進行嵌入式產品開發有一個很大的優勢,就是開發資源豐富,且成本低廉;但是,技術路線復雜多樣,專業人才相對匱乏是Linux嵌入式系統開發面臨的一個難題。本文從實際應用的角度,探討和研究Linux嵌入式系統開發中的平台選型問題,以期望對各位Linux開發研究者有些許裨益。
關鍵詞:嵌入式系統 Linux開發平台 選型
1 嵌入式系統與Linux
按照電氣工程師協會的一個定義:嵌入式系統是用來控制或監視機器、裝置或工廠等的大規模系統的設備。具體說來,它是電腦軟體和硬體的綜合體;是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟硬體可裁減,從而能夠適應實際應用中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。一般來說,嵌入式系統不能使用通用型計算機,而且運行的是固化的軟體,終端用戶很難或者不可能改變固件。而Linux也早已成為IT界家喻戶曉的一個名字。概括說來,將Linux應用於嵌入式系統的開發有如下一些優點:
① Linux自身具備一整套工具鏈,容易自行建立嵌入式系統的開發環境和交叉運行環境,並且可以跨越在嵌入式系統開發中模擬工具(ICE)的障礙。
② 內核的完全開放,使得可以自己設計和開發出真正的硬實時系統;對於軟實時系統,在Linux中也容易得到實現。
③ 強大的網路支持,使得可以利用Linux的網路協議棧將其開發成為嵌入式的TCP/IP網路協議棧。
2 嵌入式系統設計的過程
按照嵌入式系統的工程設計方法,嵌入式系統的設計可以分成三個階段:分析、設計和實現。分析階段是確定要解決的問題及需要完成的目標,也常常被稱為「需求階段」;設計階段主要是解決如何在給定的約束條件下完成用戶的要求;實現階段主要是解決如何在所選擇的硬體和軟體的基礎上進行整個軟、硬體系統的協調實現。在分析階段結束後,通常開發者面臨的一個棘手的問題就是硬體平台和軟體平台的選擇,因為它的好壞直接影響著實現階段的任務完成。
通常硬體和軟體的選擇包括:處理器、硬體部件、操作系統、編程語言、軟體開發工具、硬體調試工具、軟體組件等。
在上述選擇中,通常,處理器是最重要的,同時操作系統和編程語言也是非常關鍵的。處理器的選擇往往同時會限制操作系統的選擇,操作系統的選擇又會限制開發工具的選擇。
3 硬體平台的選擇
3.1 處理器的選擇
嵌入式系統的核心部件是各種類型的嵌入式處理器。據不完全統計,目前全世界嵌入式處理器的品種總量已經超過1000多種,流行體系結構有30幾個系列。但與全球PC市場不同的是,沒有一種微處理器和微處理器公司可以主導嵌入式系統,僅以32位的CPU而言,就有100種以上嵌入式微處理器。由於嵌入式系統設計的差異性極大,因此選擇是多樣化的。
調查上市的CPU供應商,有些公司如Motorola、Intel、AMD很有名氣,而有一些小的公司,如QED(Santa Clara.CA)雖然名氣很小,但也生產很優秀的微處理器。另外,有一些公司,如ARM、MIPS等,只設計但並不生產CPU,他們把生產權授予世界各地的半導體製造商。ARM是近年來在嵌入式系統有影響力的微處理器製造商,ARM的設計非常適用於小的電源供電系統。Apple在Newton手持計算機中使用ARM,另外有幾款數字無線電話也在使用ARM。
設計者在選擇處理器時要考慮的主要因素有:
① 處理性能。一個處理器的性能取決於多個方面的因素,如時鍾頻率,內部寄存器的大小,指令是否對等處理所有的寄存器等。對於許多需用處理器的嵌入式系統設計來說,目標不是在於挑選速度最快的處理器,而是在於選取能夠完成作業的處理器和I/O子系統。如果是面向高性能的應用設計,那麼建議考慮某些新的處理器,其價格相對低廉,如IBM和Motorola Power PC。
② 技術指標。當前,許多嵌入式處理器都集成了外圍設備的功能,減少了晶元的數量,降低了整個系統的開發費用。開發人員首先考慮的是,系統所要求的一些硬體能否無需過多的膠合邏輯(GL,Glue Logic)就可以連接到處理器上。其次是考慮該處理器的一些支持晶元,如DMA控制器,內存管理器,中斷控制器,串列設備、時鍾等的配套。
③ 功耗。嵌入式微處理器最大並且增長最快的市場是手持設備、電子記事本、PDA、手機、GPS導航器、智能家電等消費類電子產品。這些產品中選購的微處理器,典型的特點是要求高性能、低功耗。許多CPU生產廠家已經進入了這個領域。今天,用戶可以買到一顆嵌入式的微處理器,其速度像筆記本中的Pentium一樣快;而它僅使用普通電池供電即可,並且價格很便宜。如果用於工業控制,則對這方面的考慮較弱。
④ 軟體支持工具。僅有一個處理器,沒有較好的軟體開發工具的支持也是不行的,因此選擇合適的軟體開發工具對系統的實現會起到很好的作用。
⑤ 是否內置調試工具。處理器如果內置調試工具可以大大縮小調試周期,降低調試的難度。
⑥ 供應商是否提供評估板。許多處理器供應商可以提供評估板來驗證理論是否正確,決策是否得當。
3.2 硬體部件選擇的其它因素
① 生產規模。打算做1套?多套?還是規模生產?如果生產規模比較大,可以自己設計和制備硬體,這樣可以降低成本。反之,最好從第三方購買主板和I/O板卡。
② 開發的市場目標。如果想使產品盡快發售,以獲得競爭力,此時要盡可能買成熟的硬體;反之,可以自己設計硬體,降低成本。
③ 軟體對硬體的依賴性。軟體是否可以在硬體沒有到位的時候並行設計或先行開發。
④ 只要可能,盡量選擇使用普通的硬體。在 CPU 及架構的選擇上,一個原則是:只要有可替代的方案,盡量不要選擇 Linux 尚不支持的硬體平台。
4 軟體平台的選擇
圖1所示的嵌入式軟體的開發流程,主要涉及到代碼編程、交叉編譯、交叉連接、下載到目標板和調試等幾個步驟,因此軟體平台的選擇也涉及到以下幾個方面。
4.1 操作系統的選擇
(1)操作系統選擇應考慮的因素
硬體方案確定之後,操作系統的選擇就相對輕鬆了。硬體的不同,會影響操作系統的選擇。低端無MMU(Memory Management Unit,存儲器管理單元)的CPU,要使用uClinux 操作系統;而相對高端的硬體,則可以用普通的嵌入式 Linux 操作系統。uClinux 和普通的 Linux 有各自的優勢和缺點。可用於嵌入式系統軟體開發的操作系統很多,但關鍵是如何選擇一個適合開發項目的操作系統。經過多年的開發實踐,筆者認為應該從以下幾點進行考慮:
① 操作系統提供的開發工具。有些實時操作系統(RTOS)只支持該系統供應商的開發工具,因此,還必須向操作系統供應商獲取編譯器、調試器等;而有些操作系統使用廣泛,且有第三方工具可用,因此,選擇的餘地比較大。
② 操作系統向硬體介面移植的難度。操作系統到硬體的移植是一個重要的問題,是關繫到整個系統能否按期完工的一個關鍵因素。因此,要選擇那些可移植性程度高的操作系統,避免操作系統難以向硬體移植而帶來的種種困難,加速系統的開發進度。
③ 操作系統的內存要求。均衡考慮是否需要額外花錢去購買RAM或EEPROM來迎合操作系統對內存的較大要求。
④ 開發人員是否熟悉此操作系統及其提供的API。
⑤ 操作系統是否提供硬體的驅動程序,如網卡等。
⑥ 操作系統的可剪裁性。有些操作系統具有較強的可剪裁性,如嵌入式Linux、Tornado/VxWorks等等。
⑦ 操作系統的實時性能。
(2)幾類嵌入式Linux系統的比較
嵌入式Linux系統方面的產品主要分為三類:
第一類是專門為Linux的嵌入式應用而做的。如何讓Linux更小、更容易嵌入到體積要求和功能、性能要求更高的硬體中去,是他們的產品開發方向,如MontaVista的MontaVista Linux等。第二類是專門為Linux的實時特性設計的產品。將Linux開
㈡ 建設網路綜合布線實訓室需要哪些設備呢
包括網路綜合布線實訓裝置,也就是我們常說的模擬牆
網路綜合布線裝置,用於網路端接實訓
還有展示裝置、器材展櫃、擴展智能化、光纖熔接等
另外還有工具箱、耗材、工作台、器材存放架等配套設備
最好還能配點教材、光碟等
自我覺得西安交大開元的「西元」牌不錯,東西全,而且專業,國家大賽都用的這
㈢ 計算機網路實驗報告實驗器材一欄如何填寫
實驗失敗.後面什麼也別寫了.沒意義了.
㈣ 計算機實驗室網路配置需要的設備
一般用5類或超5類utp(非屏蔽雙絞線)但考慮是實驗室一般抗干擾要求的比較高所以用5類或超5類stp(屏蔽雙絞線)6類線也可以考慮雙絞線的有效長度是100米不過給機架的跳線要留點所以實際一般98米一般傳輸速率是10/100M pc(微機)連pc用交叉線 pc連交換機用(一般交換機都是自適應埠)直通線 pc連路由用交叉線 路由連交換機用直通線 路由連路由用交叉線 交換機連交換機用直通線
現在一般都採用標准線序即A 白綠 綠 白橙 藍 白藍 橙 白棕 棕 B 白橙 橙 白綠 藍 白藍 綠 白棕 棕 直通是雙絞線兩邊壓的水晶頭都是A或都是B交叉的是一邊是A一變是B
㈤ 計算機網路實驗軟體有哪些啊!
Routersim, Network_Visua lizer_40_BSCI
㈥ 計算機網路基礎實訓——小型區域網組建
不上網的話一台24口交換機正好連接24台電腦了,宿舍在同一棟大樓用5類雙絞線就可以了,這是最簡單的。如果宿舍不在一棟樓那就復雜些了,