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作者:巫佳哲(2008/08/07);推薦:徐業良(2008/08/07)

ARM晶片工作平台的架設

本文件介紹如何架設一工作平台與ARM晶片溝通。本文使用凱斯電子科技公司(http://www.kaise.com.tw/)生產的KS_2410開發板,其處理器使用ARM920T核心的Samsung S3C2410X。本文所使用ARM的作業系統為ARM_Linux,是一種精簡版的Linux,常用於嵌入式系統。開發ARM系統時需要在Linux架構下撰寫程式,因此需要架設Linux作業系統的個人電腦作為作業平台。

1.     安裝Linux作業系統

Linux作業系統有許不同的版本,如UbuntuMandrakeRed HatFedora Project等等,但每一種版本都是架構在Linux Kernel底下,不論安裝哪一版本,其基本架構是相同的,只是套件不同而已,本文選用Ubuntu8.04做為Linux作業系統的版本。本節中簡要敘述Ubuntu8.04安裝流程,詳細資料請參考http://www.ubuntu-tw.net

1.1    下載Ubuntu安裝CDLazybuntu設定程式

可以至Ubuntu正體中文網站(http://www.ubuntu-tw.net)下載最新版的Ubuntu Linux安裝光碟映像檔(iso檔)。下載完成後,將映像檔燒錄至空白光碟中。

Lazybuntu俗稱“懶人包”,可協助使用者安裝套件及系統設定。Lazybuntu設定程式可經由其官方網站(http://lazybuntu.openfoundry.org/)取得。建議將Lazybuntu的檔案存入USB隨身碟或其他儲存裝置,等待Ubuntu安裝完成後,用來設定系統。

1.2 安裝Ubuntu Linux

安裝Ubuntu的步驟大概可分為9大步驟:

步驟一:更改BIOS設定並放入光碟

為了讓電腦由光碟開機,首先必須進入BIOS設定開機順序,設定順序如下:

(1)       電腦開機

(2)       進入BIOS

(3)       “Boot”的光碟機選項設為第一優先。

(4)       放入光碟

(5)       存檔並離開BIOS設定

(6)       重新啟動電腦

步驟二:進入光碟選項並選擇安裝

進入光碟選項畫面後,首先會出現如圖1選單,請先選擇要安裝的語系,接下來會出5選項:

(1)   試用Ubuntu而不變更電腦中的任何內容(T)

(2)   安裝Ubuntu(I)

(3)   檢查CD是否有問題;

(4)   記憶體測試(M)

(5)   從第一個硬碟開機(B)

選擇『(2)安裝Ubuntu(I)』選項開始進入安裝程序。

1. 語言選單

步驟三:選擇語系、時區、鍵盤排列

(1)       選擇安裝語系:如圖2所示,選擇『中文(繁體)』,按『下一頁』。

(2)       選擇所在地時區:如圖3所示,選擇『Taipei』,按『下一頁』。

(3)       選擇您的鍵盤排列方式:如圖4所示,一般用戶請用選『U.S. English』,按『下一頁』。

2. 選擇語系

3. 選擇地區

4. 選擇鍵盤排列

步驟四:建立分割區

Ubuntu安裝程式提供四種的分割模式:

(1)       Guided - Resized .... and use freed space:可藉由調整捲軸來分配大小,並自動從原本的作業系統磁區分配出空間。

(2)       引-使用整顆硬碟:將整顆硬碟分割並格式化。

(3)       引-使用最大的連續的未使用空間:會自動尋找硬碟中尚未分割的磁區進行分割和格式化。

(4)       手動:分割空間大小皆由使用者自行決定。

其中選項(1)(2)(3)都會自動以Ubuntu建議的方式,自動建立必要的分割區,適合沒有分割硬碟經驗的使用者。選項(4)是全部讓使用者自行處理,在下一步驟中會介紹如何手動分割。請選擇最適合的分割硬碟方式。

步驟五:手動分割

若選用自動分割選項者,可直接跳過此步驟。Linux系統的目錄結構與Windows不同,不用“C:”“D:”之類分割區代號做目錄。分割區就像虛擬光碟,掛載於目錄上使用,也就是把分割區對應到特定目錄。Linux目錄以《/》目錄為最頂層,其下又分出《/home》、《/etc》、《/usr》等,其中《/》目錄一定要有分割區掛載。本文以一顆硬碟為例,分割成《/》(root放置系統資料)、《swap》(虛擬記憶體)以及《/home》(放置個人資料)三部分為例。

選擇手動項目後,會出現如圖5畫面。選擇要安裝的硬碟後,按『New partition table』建立全新分割表『free space』。

5. 建立分割區畫面

建立《/》分割區

(1)       選『Free space』,按『New partition』,出現建立新分割視窗,如圖6所示;

(2)       選擇『主分割區』;

(3)       至少分配4G空間,因為1G=1024MB,例如5G請填入5120

(4)       從剩餘空間前面開始算起(Beginning)

(5)       使用檔案格式『ext3』;

(6)       掛載目錄為《/》。

6. 建立《/》分割視窗

建立《swap》分割區

Swap是作虛擬記憶體,當實體記憶體不夠用,才會使用swap。如果實體記憶體夠用就不需切太大,否則過多swap空間亦會拖慢系統速度。

(1)       選『Free space』,按『New partition』,出現建立視窗,如圖7所示;

(2)       選擇『主分割區』或『邏輯分割區』都可,選哪個分割區類型基本上都不會影響運作;

(3)       分配256 mb空間;

(4)       從剩餘空間前面開始算起(Beginning)

(5)       使用檔案格式『swap

7. 建立《swap》分割視窗

建立《/home》分割區

(1)       選『Free space』,按『New partition』,出現建立視窗,如圖8所示;

(2)       選擇 『主分割區』或『邏輯分割區』都可。選哪個分割區類型基本上都不會影響運作;

(3)       分配剩下空間;

(4)       從剩餘空間前面開始算起(Beginning);

(5)       使用檔案格式『ext3』;

(6)       掛載目錄為《/home》。

8. 建立《/home》分割視窗

硬碟分割規劃完成後,檢查分割表是否正確,並按『下一頁』開始分割硬碟。

步驟六:匯入/搬移文件設定

若原本的電腦有安裝Windows系列,Ubuntu會幫助您匯入Windows內的使用者文件(如我的相簿、我的音樂等)。匯入功能只會把Windows下的資料複製到Ubuntu下,並不會刪除原本Windows下的資料,Windows仍然可以正常使用。

步驟七:建立使用者帳號

如圖9所示,請依序輸入您的名字、登入名稱、密碼、電腦名稱。Ubuntu考量到安全性問題,預設把系統管理員root關閉,禁止直接登入。Ubuntu管理系統的方法是利用“sudo”應用程式鍵入自己的密碼,來讓管理者暫時取得root權限去完成管理工作,安裝系統時所建立的帳號就是預設的“sudoer”

9. 建立使用者帳號視窗

步驟八:最後確定安裝項目並開始安裝

最後確定安裝項目,若正確無誤開始安裝。當安裝完成後會出現如圖10畫面,請選擇重新開機並記得取出安裝CD

10. 安裝作業完成視窗

步驟九:第一次開機

重新啟動後會出現如圖11登入畫面時,輸入帳號及密碼就可以登入Ubuntu。若出現桌面畫面表示已經成功把Ubuntu安裝至您的電腦,否則請重新安裝。

11. 登入畫面

1.3 系統設定與更新

Ubuntu安裝完畢後,再來就需要系統設定,設定項目主為下列三步驟:

步驟一:執行先前下載的Lazybuntu檔案

點選Lazybuntu執行檔,安裝套件需要管理者權限與網際網路,因此首先輸入密碼並依照Lazybuntu的指示設定網路。確認網路連線後,選擇所想要的套件並進行安裝及更新。圖12所示為Lazybuntu安裝畫面。

12. Lazybuntu安裝畫面

步驟二:顯示卡驅動程式

若電腦有獨立顯示卡,則點選【系統→管理→硬體驅動程式】,安裝顯示卡驅動程式。安裝驅動程式後,可以由【系統→偏好設定→外觀設定】,在「視覺效果」分頁勾選適合的視覺效果選項。

步驟三:系統更新

若在面板出現系統更新圖示如圖13紅圈內,即可點選並執行系統更新。系統更新有助於提升系統與軟體的安全與穩定性,請務必執行(但若為升級到新版本則宜暫緩)。

13. 系統更新圖示

2.     安裝Linux套件

除了系統提供的套件外,本文還使用三個套件:minicomarm-linux-toolchain.tar.gzqtopia-crossplatform.tar.gz。其中minicom是用來當作通訊軟體介面,角色較像是Windows中的超級終端機,其他兩個主要是在編譯程式時會使用到的套件。

Ÿ         minicom套件安裝

(1)       開啟【應用程式→終端機】;

(2)       輸入指令“sudo apt-get install minicom”

(3)       輸入管理者密碼;

(4)       Linux會自動去讀取套件清單,尋找最新版本並自動安裝。

Ÿ         arm-linux-toolchain.tar.gzqtopia-crossplatform.tar.gz套件安裝

(1)       開啟【應用程式→終端機】;

(2)       利用指令“sudo cp arm-linux-toolchain.tar.gz /opt”“sudo cp qtopia-crossplatform.tar.gz /opt”,將arm-linux-toolchain.tar.gzqtopia-crossplatform.tar.gz兩個檔案複製到《/opt》目錄;

(3)       進入《/opt》目錄,輸入指令“sudo tar zxvf arm-linux-toolchain.tar.gz”“sudo tar zxvf qtopia-crossplatform.tar.gz”將兩個檔案解壓縮;

(4)       輸入指令“. /opt/qtopia/arm/setenv”作測試,終端機不會出現任何資訊;

(5)       輸入指令“sudo mkdir /usr/local/arm”,在《/usr/local》下建立arm目錄;

(6)       輸入指令“sudo ln –s /opt/arm-linux-toolchain/2.95.3/ ./usr/local/arm/2.95.3”

(7)       輸入指令“arm- linux-gcc -v”,測試是否正常。

3. 連接測試

目前與ARM通訊時,是使用RS232通訊介面,不論是用LinuxWindows均可與ARM通訊。以下為LinuxWindows連接方法介紹。

3.1 Linux作業平台

(1)       連接ARM裝置(先不要開啟電源),開啟【應用程式→終端機】;

(2)       輸入指令“export LANG=C”,將終端機介面語言轉為英文,中文介面可能會有亂碼產生的問題,所以建議使用英文介面來執行;

(3)       第一次使用minicom程式時,需要做初始設定,非第一次使用者可略過此步驟,直接輸入指令“minicom”,執行程式。

A.         輸入指令“dmesg | grep tty”,查詢RS232連接埠代號;

B.         輸入指令“minicom -s”

C.         選擇『Serial port setup』設定;

D.         輸入正確資訊如圖14,除了Serial Device會因不同電腦而異;

E.          選擇『Save setup as..』進行存檔,在選擇『Exit』離開設定畫面。

(4)       開啟ARM電源後,若出現如圖15開機畫面後,代表連線成功。

14. Serial port setup畫面

15. ARM開機資訊畫面

3.2 Windows作業平台

(1)       連接ARM裝置(先不要開啟電源),開啟【開始→所有程式→附屬應用程式→通訊→超級終端機】;

(2)       選擇『檔案→內容』,如圖16所示,先設定連接埠,再點選下方『設定』鈕;

(3)       輸入連接埠資訊,資訊內容如圖17,確認後點選『確定』鈕;

(4)       如圖18所示,點選『設定』分頁,選擇模擬項目為『ANSIW』,最後點選『確定』鈕;

(5)       開啟ARM電源後,若出現如圖19所示開機資訊,表示正常連接。

16. 連接埠選擇

17. 連接埠設定

18. 終端機設定

19. 開機資訊