隨著中國(guó)的城市化的程度不斷加快，使得越來(lái)越多的人口與事業(yè)單位集中在一個(gè)“狹小”范圍內(nèi)生活與工作。城市的迅速“膨脹”直接導(dǎo)致了交通網(wǎng)絡(luò)的日趨復(fù)雜，人員流動(dòng)的日益頻繁也使得每個(gè)人對(duì)空間信息有了更多的依賴。人們更加關(guān)心“當(dāng)前我在哪里？”“目的地在哪里？”“如何到達(dá)？”等問(wèn)題。而以嵌入式系統(tǒng)為平臺(tái)的數(shù)字地理集成應(yīng)用方案可以有效地解決這些矛盾。在此背景下，本文給出了基于ARM的嵌入式解決方案。
2 硬件實(shí)現(xiàn)
本嵌入式GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件核心是三星公司ARM9系列中的16/32位RISC處理器S3C2410A芯片，該芯片強(qiáng)大的實(shí)時(shí)處理能力和豐富的外圍接口非常適合嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，本系統(tǒng)正是基于該芯片的這些特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)框圖如圖1所示。
該系統(tǒng)以S3C2410A微處理器為核心，與2片32M的SDRAM(HY57V561620CT)和一片64M的NAND Flash(K9F1208U0B)組成了最小系統(tǒng)。外部添加了用于接收GPS信號(hào)的GPS模塊，用于顯示的液晶面板以及一片UDA1341TS的聲音芯片。此外，為了調(diào)試的方便，我們還增加了一片CS8900A的10M網(wǎng)卡芯片。
3 系統(tǒng)平臺(tái)的建立
系統(tǒng)平臺(tái)的建立主要包括兩部分，即宿主機(jī)（PC機(jī)）上操作系統(tǒng)的選擇和交叉編譯器工具鏈的建立。
PC機(jī)上的操作系統(tǒng)可以有多種選擇：安裝Linux發(fā)行版、在Windows下使用虛擬機(jī)或者使用Cygwin。由于現(xiàn)今Microsoft Windows統(tǒng)領(lǐng)著全球超過(guò)半數(shù)的PC機(jī)（在中國(guó)Windows占據(jù)近90%的份額），許多開(kāi)發(fā)者開(kāi)始使用虛擬機(jī)等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)在Windows平臺(tái)下進(jìn)行嵌入式Linux的開(kāi)發(fā)，但這些方法都會(huì)或多或少地帶來(lái)些兼容性問(wèn)題。開(kāi)發(fā)嵌入式Linux最好的選擇便是在PC機(jī)上安裝Linux發(fā)行版，因?yàn)檫@樣與Windows毫無(wú)關(guān)聯(lián)，可占有系統(tǒng)全部資源，擁有系統(tǒng)最高性能和最佳的兼容性。
在建立交叉編譯器工具鏈方面必須注意一點(diǎn)的便是C運(yùn)行庫(kù)的選擇�，F(xiàn)在可供選擇的C運(yùn)行庫(kù)有g(shù)libc, uClibc以及newlib等。glibc是由GNU項(xiàng)目提供的標(biāo)準(zhǔn)C運(yùn)行庫(kù)，它針對(duì)PC應(yīng)用設(shè)計(jì)，較龐大，但能提供最優(yōu)的兼容性。如果一般的嵌入式開(kāi)發(fā)可選用uClibc。uClibc原本是uCLinux開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一個(gè)C語(yǔ)言庫(kù)，現(xiàn)已經(jīng)獨(dú)立于uCLinux項(xiàng)目并且進(jìn)一步完善。它對(duì)glibc的大部分函數(shù)進(jìn)行了重寫(xiě)，并且目標(biāo)就定位于嵌入式，所以其相對(duì)glibc而言要小巧很多。此外由于它的函數(shù)與glibc保持一致，這樣很多原本基于glibc開(kāi)發(fā)的軟件基本無(wú)需改動(dòng)便可改用uClibc編譯運(yùn)行，使得在嵌入式系統(tǒng)上占用的內(nèi)存和磁盤(pán)空間更少。但由于畢竟不是標(biāo)準(zhǔn)的C運(yùn)行庫(kù)，因此uClibc擁有著一定的兼容性問(wèn)題。
本系統(tǒng)選用了Fedora Core 5作為宿主機(jī)（PC機(jī)）的操作系統(tǒng)以及分別使用buildroot和crosstool建立兩條采用不同的C運(yùn)行庫(kù)的交叉編譯器工具鏈。由于我們系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要使用U-Boot的TFTP功能下載Linux內(nèi)核以及Linux的NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，所以首先需要對(duì)Fedora Core 5設(shè)置TFTP以及NFS，而后需要設(shè)置一個(gè)串口通信軟件與開(kāi)發(fā)板互動(dòng)，本系統(tǒng)選擇了Kermit。
使用兩條采用不同C運(yùn)行庫(kù)的交叉編譯器工具鏈的主要原因在于，我們的導(dǎo)航應(yīng)用程序使用uClibc有兼容性問(wèn)題，所以不得不采用glibc。而為了減少占用資源，我們U-Boot、Linux內(nèi)核和Busybox仍然采用的是uClibc。
