基本功能

在本设计中，数据的处理可以使用PC机的MATLAB等功能强大的软件，但是这类现有的数据处理软件并不能对特有的数据采集系统的下位机采集模块进行直接控制，因此需要针对特定的数据采集系统编写对应的上位机软件，上位机软件是针对上述目的而设计与编写的，是整个采集系统的控制前端和数据存储及处理中心。控制功能主要包括控制下位机采集的开始与终止，采集的频率等，数据处理功能主要包括绘制波形图，将数据显示于列表，将数据存储于文件，其中将数据存储于文件将便于使用现有的数据处理软件对数据进行一些数值算法处理，以达到科学研究，结论验证等目的。

开发环境

C++程序设计语言可以很好地实现面向对象的编程思想，采用C++编写上位机程序，可以将每一个功能模块封装成一个类，修改某个类的实现，增加类的功能不会影响整个程序的框架，这样就很容易维护和扩展功能；加之我们要实现的软件功能中需要调用大量的windows API函数库，所以采用VC++6.0作为上位机的开发环境。

程序功能模块划分

总的功能模块主要包括三个模块，即HID设备读写模块，数据采集模块，数据处理模块。

HID设备的查找与读写

（1）枚举

USB主机在检测到USB设备插入后，就要对设备进行枚举了。枚举就是从设备读取一些信息，知道设备是什么样的设备，如何进行通信，这样主机就可以根据这些信息来加载合适的驱动程序。

（2）HID

人机接口设备(HID)是指直接和人进行互动的设备,如鼠标、键盘等. 在Windows 中,具有相似属性和提供相似服务的设备被归为一种设备类型,一种类型的设备可以使用一个通用的设备驱动程序. 在运行Windows 98 或更高版本的PC 机上,应用程序可以使用操作系统内置的HID 类驱动程序与HID 通信. 这样使得符合HID 类的USB 设备很容易开发与运行.

（3）HID设备的查找

在Windows操作系统中内置很多与HID有关的API函数，调用这些函数，就可以开始对指定的HID设备进行查找，查找HID设备的最终目的是获得该设备的路径名，设备的存取容量等信息，为以后对该设备进行读写做好准备。

（4）HID设备的读写

在取得了HID设备的路径全面后，即可开始对HID设备进行读写，对设备的读写也是通过调用相应的函数来实现的。

控制下位机进行数据采集

上位机向下位机发送命令，控制下位机进行数据采集，并从下位机获取数据，在这个过程中，要处理好两个线程的同步的问题，即数据采集线程和数据处理线程能够协调工作，保正系统能正确稳定的工作。具体的解决方法是实现对某些数据访问的原子操作，即一个线程在对公共数据进行访问时，另一个线程不能打扰，直到操作线程操作完成，放弃对数据的使用权，另一个线程才能够访问数据。

下位机获取了关于采集的有关参数后，即可开始采集，每隔一定时间采集一个数据，当采集数据数目达到限制值个数后，本次采集完成，此时下位机才开始将采集数据发送给上位机。

上位机对采集的数据的处理

上位机在将数据采集命令发送给下位机后，所要做的就是等待下位机采集完成并接收数据，因此上位机将循环查询下位机工作状态，一旦检测到下位机采集结束的标志，上位机就开始对数据进行处理。

数据处理分为三种：

（1）绘制波形图

绘制波形图的要求有两点：第一是不能频繁闪烁，影响观察；二是波形图是动态的，因为绘制区域有限，而所采集的数据是源源不断增加的，因此要求波形图能够动态的更新。

（2）添加到列表显示

可直观地查看目前所采集的所有数据。

（3）保存到文件

运用功能强大的数据处理软件对数据进行更深的处理。

界面显示

采集单极性正弦波工作界面

代码

转自：markmin214

详阅请点击下载《面向嵌入式工程师的MPLAB® XC32用户指南》

crosstool脚本工具可以在http://ymorin.is-a-geek.org/projects/crosstool下载到本地，然后解压，接下来就是进行安装配置了，这个配置优点类似内核的配置。

主要的过程有以下几点：

  1. 设定源码包路径和交叉编译器的安装路径
  2. 修改交叉编译器针对的构架
  3. 增加编译时的并行进程数，以增加运行效率，加快编译，因为这个编译会比较慢。
  4. 关闭JAVA编译器 ，减少编译时间
  5. 编译
  6. 添加环境变量
  7. 刷新环境变量。
  8. 测试交叉工具链

到此，嵌入式Linux系统移植四大部分的第一部分工作全部完成，接下来可以进行后续的开发了。

第二部分：bootloader的选择和移植

一、Boot Loader 概念

就是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境，他就是所谓的引导加载程序（Boot Loader）。

二、为什么系统移植之前要先移植BootLoader？

BootLoader的任务是引导操作系统，所谓引导操作系统，就是启动内核，让内核运行就是把内核加载到内存RAM中去运行，那先问两个问题：第一个问题，是谁把内核搬到内存中去运行？第二个问题：我们说的内存是SDRAM，大家都知道，这种内存和SRAM不同，最大的不同就是SRAM只要系统上电就可以运行，而SDRAM需要软件进行初始化才能运行，那么在把内核搬运到内存运行之前必须要先初始化内存吧，那么内存是由谁来初始化的呢？其实这两件事情都是由bootloader来干的，目的是为内核的运行准备好软硬件环境，没有bootloadr我们的系统当然不能跑起来。

三、bootloader的分类。

首先更正一个错误的说法，很多人说bootloader就是U-boot，这种说法是错误的，确切来说是u-boot是bootloader的一种。也就是说bootloader具有很多种类，大概的分类如下图所示：

由上图可以看出，不同的bootloader具有不同的使用范围，其中最令人瞩目的就是有一个叫U-Boot的bootloader，是一个通用的引导程序，而且同时支持X86、ARM和PowerPC等多种处理器架构。U-Boot，全称 Universal Boot Loader，是遵循GPL条款的开放源码项目，是由德国DENX小组开发的用于多种嵌入式CPU的bootloader程序，对于Linux的开发，德国的u-boot做出了巨大的贡献，而且是开源的。

u-boot具有以下特点：

① 开放源码；
② 支持多种嵌入式操作系统内核，如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS；
③ 支持多个处理器系列，如PowerPC、ARM、x86、MIPS、XScale；
④ 较高的可靠性和稳定性；
⑤ 高度灵活的功能设置，适合U-Boot调试、操作系统不同引导要求、产品发布等；
⑥ 丰富的设备驱动源码，如串口、以太网、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、键盘等；
⑦ 较为丰富的开发调试文档与强大的网络技术支持；

其实，把u-boot可以理解为是一个小型的操作系统。

四、u-boot的目录结构

* board 目标板相关文件，主要包含SDRAM、FLASH驱动；
* common 独立于处理器体系结构的通用代码，如内存大小探测与故障检测；
* cpu 与处理器相关的文件。如mpc8xx子目录下含串口、网口、LCD驱动及中断初始化等文件；
* driver 通用设备驱动，如CFI FLASH驱动(目前对INTEL FLASH支持较好)
* doc U-Boot的说明文档；
* examples可在U-Boot下运行的示例程序；如hello_world.c,timer.c；
* include U-Boot头文件；尤其configs子目录下与目标板相关的配置头文件是移植过程中经常要修改的文件；
* lib_xxx 处理器体系相关的文件，如lib_ppc, lib_arm目录分别包含与PowerPC、ARM体系结构相关的文件；
* net 与网络功能相关的文件目录，如bootp,nfs,tftp；
* post 上电自检文件目录。尚有待于进一步完善；
* rtc RTC驱动程序；
* tools 用于创建U-Boot S-RECORD和BIN镜像文件的工具；

五、u-boot的工作模式

U-Boot的工作模式有启动加载模式和下载模式。启动加载模式是Bootloader的正常工作模式，嵌入式产品发布时，Bootloader必须工作在这种模式下，Bootloader将嵌入式操作系统从FLASH中加载到SDRAM中运行，整个过程是自动的。下载模式就是Bootloader通过某些通信手段将内核映像或根文件系统映像等从PC机中下载到目标板的SDRAM中运行，用户可以利用Bootloader提供的一些令接口来完成自己想要的操作，这种模式主要用于测试和开发。

六、u-boot的启动过程

大多数BootLoader都分为stage1和stage2两大部分，U-boot也不例外。依赖于cpu体系结构的代码（如设备初始化代码等）通常都放在stage1且可以用汇编语言来实现，而stage2则通常用C语言来实现，这样可以实现复杂的功能，而且有更好的可读性和移植性。

1、 stage1(start.s代码结构)

U-boot的stage1代码通常放在start.s文件中，它用汇编语言写成，其主要代码部分如下：

（1） 定义入口。由于一个可执行的image必须有一个入口点，并且只能有一个全局入口，通常这个入口放在rom(Flash)的0x0地址，因此，必须通知编译器以使其知道这个入口，该工作可通过修改连接器脚本来完成。
（2）设置异常向量(exception vector)。
（3）设置CPU的速度、时钟频率及中断控制寄存器。
（4）初始化内存控制器 。
（5）将rom中的程序复制到ram中。
（6）初始化堆栈 。
（7）转到ram中执行，该工作可使用指令ldrpc来完成。

2、 stage2（C语言代码部分）

lib_arm/board.c中的start armboot是C语言开始的函数，也是整个启动代码中C语言的主函数，同时还是整个u-boot（armboot）的主函数，该函数主要完成如下操作：

（1）调用一系列的初始化函数。
（2）初始化flash设备。
（3）初始化系统内存分配函数。
（4）如果目标系统拥有nand设备，则初始化nand设备。
（5）如果目标系统有显示设备，则初始化该类设备。
（6）初始化相关网络设备，填写ip,c地址等。
（7）进入命令循环（即整个boot的工作循环），接受用户从串口输入的命令，然后进行相应的工作。

七、基于cortex-a8的s5pc100bootloader启动过程分析

s5pc100支持两种启动方式，分别为USB启动方式和NandFlash启动方式：

1. S5PC100 USB启动过程

[1] A8 reset, 执行iROM中的程序
[2] iROM中的程序根据S5PC100的配置管脚(SW1开关4，拨到4对面)，判断从哪里启动(USB)
[3] iROM中的程序会初始化USB，然后等待PC机下载程序
[4] 利用DNW程序，从PC机下载SDRAM的初始化程序到iRAM中运行，初始化SDRAM
[5] SDRAM初始化完毕，iROM中的程序继续接管A8, 然后等待PC下载程序(BootLoader)
[6] PC利用DNW下载BootLoader到SDRAM
[7] 在SDRAM中运行BootLoader

2. S5PC100 Nandflash启动过程

[1] A8 reset, 执行IROM中的程序
[2] iROM中的程序根据S5PC100的配置管脚(SW1开关4，拨到靠4那边)，判断从哪里启动(Nandflash)
[3] iROM中的程序驱动Nandflash
[4] iROM中的程序会拷贝Nandflash前16k到iRAM
[5] 前16k的程序(BootLoader前半部分)初始化SDRAM，然后拷贝完整的BootLoader到SDRAM并运行
[6] BootLoader拷贝内核到SDRAM，并运行它
[7] 内核运行起来后，挂载rootfs，并且运行系统初始化脚本

八、u-boot移植(基于cortex_a8的s5pc100为例)

1.建立自己的平台

(1).下载源码包2010.03版本，比较稳定
(2).解压后添加我们自己的平台信息，以smdkc100为参考版，移植自己s5pc100的开发板
(3).修改相应目录的文件名，和相应目录的Makefile，指定交叉工具链。
(4).编译
(5).针对我们的平台进行相应的移植，主要包括修改SDRAM的运行地址，从0x20000000
(6).“开关”相应的宏定义
(7).添加Nand和网卡的驱动代码
(8).优化go命令
(9).重新编译 make distclean(彻底删除中间文件和配置文件) make s5pc100_config(配置我们的开发板) make(编译出我们的u-boot.bin镜像文件)
(10).设置环境变量，即启动参数，把编译好的u-boot下载到内存中运行，过程如下：

1. 配置开发板网络

ip地址配置:
$setenv ipaddr 192.168.0.6 配置ip地址到内存的环境变量
$saveenv 保存环境变量的值到nandflash的参数区

网络测试:
在开发开发板上ping虚拟机：
$ ping 192.168.0.157(虚拟机的ip地址)

如果网络测试失败,从下面几个方面检查网络：
1. 网线连接好
2. 开发板和虚拟机的ip地址是否配置在同一个网段
3. 虚拟机网络一定要采用桥接(VM--Setting-->option)
4. 连接开发板时，虚拟机需要设置成静态ip地址

2. 在开发板上，配置tftp服务器(虚拟机)的ip地址
$setenv serverip 192.168.0.157(虚拟机的ip地址)
$saveenv

3. 拷贝u-boot.bin到/tftpboot(虚拟机上的目录)

4. 通过tftp下载u-boot.bin到开发板内存
$ tftp 20008000(内存地址即可) u-boot.bin(要下载的文件名)

如果上面的命令无法正常下载:
1. serverip配置是否正确
2. tftp服务启动失败，重启tftp服务
#sudo service tftpd-hpa restart

5. 烧写u-boot.bin到nandflash的0地址
$nand erase 0(起始地址) 40000(大小) 擦出nandflash 0 - 256k的区域
$nand write 20008000((缓存u-boot.bin的内存地址) 0(nandflash上u-boot的位置) 40000(烧写大小)

6. 切换开发板的启动方式到nandflash
1. 关闭开发板
2. 把SW1的开关4拨到4的那边
3. 启动开发板，它就从nandflash启动

第三部分：kernel的配置、编译、和移植

一、将下载好的linux-2.6.35.tar.bz2拷贝到主目录下解压

二、修改顶层目录下的Makefile，主要修改平台的体系架构和交叉编译器，代码如下：

ARCH ?= $(SUBARCH)
CROSS_COMPILE ?=
CROSS_COMPILE ?= $(CONFIG_CROSS_COMPILE:"%"=%)
修改以上代码为：
ARCH ?= arm ---- > 体系架构是arm架构
CROSS_COMPILE ?= arm-cortex_a8-linux-gnueabi- ---- > 交叉编译器是arm-cortex_a8平台的

注意：这两个变量值会直接影响顶层Makefile的编译行为，即选择编译哪些代码，用什么编译器进行编译。

三、拷贝标准版配置文件，目的是得到跟我们开发板相关的配置信息。

$ cp arch/arm/configs/s5pc100_defconfig .config

这里拷贝arch/arm/configs/s5pc100_defconfig到 .config文件是选取跟我们开发板相关的代码。因为Linux支持的平台非常非常多，不仅仅是ARM处理器，当然我们编译的时候只需要编译跟我们平台相关的代码就可以了，平台相关的不需要编译，那么就有个问题，Linux系统中的源代码文件有一万多以个，面对这么庞大的文件数量，我们如何去选择呢？

其实，我们担心的问题也是写操作系统的那哥们早就担心过的问题了，只不过人家已经把这个问题帮我们解决了，我们只需进行很简单的操作，就可以选择出我们要编译的代码，具体的方法就是把相应平台的_deconfig直接拷贝到顶层目录的.config文件中，这样.config文件中就记录了我们要移植平台的平台信息，因为在配置内核时，系统会把所有的配置信息都保存在顶层目录的.config文件中。注意在第一次，进行make menuconfig时，系统会根据我们选取的平台信息自动选取相关的代码和模块，因此我们只需要进入然后再退出，选择保存配置信息就行了，系统会把这些跟我们移植平台相关的所有配置信息全部保存在顶层目录的.config文件中。

四、配置内核

$make menuconfig

注意：第一次进去，不做任何操作，直接推出，在推出时提示是否保存配置信息，一定要保存配置信息，点击“YES”。这样我们的.config中就已经保存了我们开发平台的信息。

在这个环节，我们需要关心一个问题，make menuconfig时，系统到低都做了哪些事情？为什么会出现图形化的界面？图形化的界面中的相关内容是从哪里来的？

图形化的界面当然是由一个特殊的图形库来实现的，还记得第一次make menuconfig时，系统并没有出现图形化的界面，而是报错了，并且提示我们缺少 ncurses-devel ,此时只需要按照要求安装一个libncurses5-dev就行了，sudo apt-get install libncurses5-dev，有了这个图形化库的支持，我们才能够正常显示图形化界面。

好了，图形化界面的问题解决了，那还有另外一个问题就是图形化界面里面的内容是从哪里来的？要回答这个问题，我们就要提一下Linux内核的设计思想了，Linux 内核是以模块的方式来组织这个操作系统的，那么，为什么要用模块的方式来组织呢？模块的概念又是什么呢？在此来一一回答这个问题。

Linux2.6内核的源码树目录下一般都会有两个文件：Kconfig和Makefile。分布在各目录下的Kconfig构成了一个分布式的内核配置数据库，每个Kconfig分别描述了所属目录源文件相关的内核配置菜单。每个目录都会存放功能相对独立的信息，在每个目录中会存放各个不同的模块信息，比如在/dev/char/目录下就存放了所有字符设备的驱动程序，而这些程序代码在内核中是以模块的形式存在的，也就是说当系统需要这个驱动的时候，会把这个驱动以模块的方式编译到系统的内核中，编译分为静态编译和动态编译，静态编译内核体积比动态编译的体积要大，前面已经说了每个目录下面都会有一个Kconfig的文件，我们还会问，这个文件中都存放了什么信息？前面说了，每个目录的Kconfig文件描述了所属目录源文件相关的内核配置菜单，有其特殊的语法格式，图形化界面的文字正是从这个文件中读取出来的，如果把这个文件中的相应目录文件的信息全部删除，那么在图形化界面中将看不到该模块的信息，因此也不能进行模块的配置。

在内核配置make menuconfig(或xconfig等)时，系统会自动从Kconfig中读出配置菜单，用户配置完后保存到.config(在顶层目录下生成)中。在内核编译时，主Makefile调用这个.config，(.config的重要性就体现在，它保存了我们的所有的配置信息，是我们选取源代码并且进行编译源代码的最终依据！！！)就知道了用户对内核的配置情况。上面的内容说明：Kconfig就是对应着内核的配置菜单。假如要想添加新的驱动到内核的源码中，可以通过修改Kconfig来增加对我们驱动的配置菜单，这样就有途径选择我们的驱动，假如想使这个驱动被编译，还要修改该驱动所在目录下的Makefile。因此，一般添加新的驱动时需要修改的文件有两种，即：Kconfig 和相应目录的Makefile（注意不只是两个），系统移植的重要内容就是给内核添加和删除相应的模块，因此主要修改的内核文件就是Kconfig 和相应目录的Makefile这两个文件。

五、编译内核

$make zImage

通过上述操作我们能够在 arch/arm/boot 目录下生成一个 zImage 文件，这就是经过压缩的内核镜像。

内核的编译过程是非常复杂的，注意这里的编译是静态编译，此时会执行顶层目录下的Makefile中的zImage命令，在执行的过程中，会根据当前目录的.config文件去选择编译源代码。编译内核的具体步骤比较复杂，有时间会另写文章详细描述。

六、通过tftp网络服务下载测试内核

setenv bootcmd tftp 20008000(内存地址) zImage\;go 20008000

setenv bootargs nfs nfsroot=192.168.1.199(虚拟机的ip):/source/rootfs ip=192.168.1.200(开发板的ip) init=/linuxrc(第一个要启动的用户进程) ttySAC0,115200(设置中断为串口1，波特率为：115200)

保存环境变量，复位开发板，测试是否能够正常启动(注意：在此之前应设置好需要nfs挂载的文件系统，最后才能看到效果).内核测试和启动过程也是比较复杂的，在后续的文章中会详细介绍。

第四部分：根文件系统的介绍

由本文的第一张图：Flash存储中存放文件的分布图可知，文件系统的制作和移植是系统移植的最后一道工序了，在这里首先要提几个问题：
1.什么是文件系统？
2.如何实现文件系统？
3.常用的文件系统有哪些？为什么需要这些文件系统？

下面来一一回答这些问题：

文件系统我们在日常生活中则很少听说，但是它确实存在，只是名字不叫文件系统罢了，一般叫资料库。资料库里面的文件众多，我们如何快速准确的找到我们要的那份文件呢？资料库采用了分类索引的方法来实现快速查找。类似于我们学校图书馆的管理方式，一楼可能是哲学类，二楼是社科类的，三楼是电子类的，四楼是计算机类的…………等等，我们把这种进行了分类索引的资料库叫文件系统。

对于计算机而言，文件其实就是资料数据，只能存储在物理介质上面，比如：硬盘，但是我们人不可能自己读取物理介质上的文件，或者自己把文件写入物理介质，物理介质上文件的读写只能采用程序来完成，为了方便实现，程序又被分成了物理介质驱动程序、内容存储程序和文件内容存储程序。物理介质驱动程序专门用于从物理介质上存取数据；内容存储程序用于把文件内容和文件属性信息打包；文件内容存储程序用于把用户输入形成文件内容，或者取得文件内容显示出来。
我们可以把一个文件系统(倒树)分解成多个文件系统(倒树)分别存放到存储介质上，比如：一个存储到光盘里，一个存储到硬盘中，在使用时，我们把光盘里的文件系统的根目录挂到硬盘文件系统的一个目录下面，这样访问这个目录就相当于是访问光盘的根目录了，找到了根目录，我们也就可以访问整个光盘上的文件系统了。

“在Linux系统中一切皆是文件”这句话是我们学习Linux系统的时候常常听到的一句话。虽然有些夸张，但是它揭示了文件系统对于Linux系统的重要性；实际上文件系统对于所有的操作系统都很重要，因为它们把大部分的硬件设备和软件数据以文件的形式进行管理。Linux系统对设备和数据的管理框架图如下：

[说明]

A. VFS(virtual file system)是虚拟文件系统，它管理特殊文件(虚拟文件)、磁盘文件和设备文件

B. fs_operations结构是由一系列文件操作接口函数组成，由文件系统层来完成，为VFS提供文件操作；

C. 在文件系统层，磁盘文件要实现各种文件系统(如：ext2)，设备文件要实现各种抽象的设备驱动

D. 在设备驱动层，磁盘驱动要实现各种磁盘的驱动程序，其他设备驱动要实现具体的设备驱动

E. 物理层就是设备自身

为什么会有不同的文件类型？

由于存储介质有很多种，所以没有办法用一种统一的格式存放文件系统到各种不同的存储介质上，而是需要多种不同的存储格式来适应各种存储介质的特性，以求达到存取效率和空间利用率的最优化，这样就需要对每种存储格式制定一个规范，这写规范就叫文件系统类型。常见的文件系统类型有：

1.Dos
FAT16

2.windows
FAT16、FAT32、NTFS

3.Linux
Minix、ext、ext2 、ext3 、ISO9660 、jffs2, yaffs, yaffs2、cramfs, romfs, ramdisk, rootfs、proc、sysfs、usbfs、devpts、 tmpfs & ramfs、 NFS

由此可见，Linux支持的文件系统最多。以不同的介质来分类，如下所示：
? 磁盘
FAT16、 FAT16、FAT32、NTFS、ext、ext2 、ext3、Minix
? 光盘
ISO9660、
? Flash
jffs2, yaffs, yaffs2、cramfs, romfs
? 内存
Ramdisk、tmpfs & ramfs
? 虚拟
rootfs、proc、sysfs、usbfs、devpts、NFS

常用的存储介质理论上都可以用于存储Linux支持的文件系统；因为我们这里只研究嵌入式系统，而嵌入式系统由于体积和移动特性的限制，不能采用磁盘和光盘，所以只能采用flash类的存储设备、内存和虚拟存储设备作为文件系统的存储介质；
flash芯片的驱动程序是由系统来提供，所以它的存取特点完全是flash自身的特点，这时最好有更加适合flash的文件系统——Jffs、Yaffs、Cramfs和Romfs。这些文件系统都是嵌入式Linux系统中常用的文件系统，可以根据特点来选择使用它们，特点如下：

共同点

基于MTD驱动

Jffs

A.针对NOR Flash的实现
B.基于哈希表的日志型文件系统
C.采取损耗平衡技术，每次写入时都会尽量使写入的位置均匀分布
D.可读写，支持数据压缩
E.崩溃/掉电安全保护
F.当文件系统已满或接近满时，因为垃圾收集的关系，运行速度大大放慢

Yaffs

A.针对Nand Flash的实现
B.日志型文件系统
C.采取损耗平衡技术，每次写入时都会尽量使写入的位置均匀分布
D.可读写，不支持数据压缩
E.挂载时间短，占用内存小
F.自带Nandflash驱动，可以不使用VFS和MTD

Cramfs

A.单页压缩，支持随机访问，压缩比高达2：1
B.速度快，效率高
C.只读，有利于保护文件系统免受破坏，提高了系统的可靠性，但是无法对其内容进行扩充

Romfs

A.简单的、紧凑的、只读的文件系统
B.顺序存放数据，因而支持应用程序以XIP(execute In Place，片内运行)方式运行，在系统运行时，节省RAM空间

特有的文件系统类型：Ramdisk文件系统
在Linux系统中，内存经常用于存储文件系统，这种叫做Ramdisk，Ramdisk有两种，一种是完全把内存看成物理存储介质，利用内存模拟磁盘，运用磁盘的文件系统类型；另一种只是在内存中存储了文件系统逻辑结构，运用tmpfs & ramfs文件系统类型：
tmpfs & ramfs

1. 概述

用物理内存模拟磁盘分区，挂载这种分区后，就可以跟读写磁盘文件一样读写这里面的文件，但是操作速度要比磁盘文件快得多；所以一般应用在下面几个方面：
1)读写速度要求快的文件应该放在这种文件系统中
2)磁盘分区为flash的情况下，把需要经常读写的文件放在这种文件系统中，然后定期写回flash
3)系统中的临时文件，如/tmp、/var目录下的文件应该放在这种文件系统中
4)/dev设备文件(因为设备文件随驱动和设备的加载和卸载而变化)，应该放在这种文件系统中

2. 特点

1)由于数据都存放在物理内存中，所以系统重启后，这个文件系统中的数据会全部丢失
2)ramfs在没有指定最大的大小值情况下，会自动增长，直到用掉系统中所有的物理内存为止，这时会导致系统的崩溃，建议挂载时最好限定其最大的大小值
3)tmpfs如果指定了大小值，自动增长至大小值后，系统会限定它的大小；这个文件系统占用的物理内存页可以背置换到swap分区，但是ramfs不行

转自：CSDN - victorwjw

首先我们来看一下嵌入式WiFi的来源以及与普通WiFi的区别。

我们都知道笔记本、手机、平板电脑等这类产品具有强大的CPU和大容量的存储器进行网络通信数据的处理和存储，因此在使用WiFi时不需要额外的MCU，完全借助其高速处理器和庞大的软件系统。但是对于家电、仪表、LED灯等智能家居产品，因为该类产品的主控芯片可能是成本很低、功能简单的MCU，因此这类产品无法支持普通Wi-Fi的功能。同时，还有一个重要的原因就是普通Wi-F的功耗比较高，而嵌入式WIFI在功耗上做了很大的改善，比较适合对功耗要求高的无线家电设备。

基于上述原因，各个无线厂商相继推出了嵌入式WiFi模块。嵌入式WiFi模块的特点是软硬件集成度高，整个嵌入式WiFi模块集成了射频收发器、MAC、WIFI驱动、所有WIFI协议、无线安全协议、一键连接等。总之，一句话：嵌入式WiFi应物联网而生！

下面我们针对嵌入式WiFi与普通WiFi来进行对比，通过下表的对比，我们大致上可以理解到什么是嵌入式WiFi。

在分析WiFi驱动前，分享一下本人对Linux驱动的一些了解，其实纵观Linux众多的设备驱动，几乎都是以总线为载体，所有的数据传输都是基于总线形式的，即使设备没有所谓的总线接口，但是Linux还是会给它添加一条虚拟总线，如platform总线等；介于WIFI的驱动实在是太庞大了，同时又是基于比较复杂的USB总线，所以建议大家先了解一下USB设备驱动和网络设备驱动。

我们要看懂WiFi驱动，首先要明白WiFi的工作原理。从对于支持802.11n、802.11ac这些比较无线标准的WiFi芯片，其驱动程序也会越来越复杂。那么我们怎么入手去了解及分析它呢？

网上很多人分析Linux设备驱动都是从模块加载入手去分析它的驱动源码。以本人从事Linux设备驱动多年的经验，这确实是一条很直观又非常好的思路。但是这只局限于设备功能少、接口较简单、驱动源码较少的设备驱动。对于功能复杂、驱动源码庞大的设备驱动，根据这条思路，很多开发者可能会无耐心走下去，或者会走向死胡同。

现在我们可以这样来看，从硬件层面上看，WIFI设备与CPU通信是通过USB接口的，与其他WiFi设备之间的通信是通过无线射频（RF）。从软件层面上看，Linux操作系统要管理WiFi设备，那么就要将WiFi设备挂载到USB总线上，通过USB子系统实现管理。而同时为了对接网络，又将WiFi设备封装成一个网络设备。

我们以USB接口的WIFI模块进行分析：

（1）从USB总线的角度去看，它是USB设备；
（2）从Linux设备的分类上看，它又是网络设备；
（3）从WIFI本身的角度去看，它又有自己独特的功能及属性，因此它又是一个私有的设备。

通过上述的分析，我们只要抓住这三条线索深入去分析它的驱动源码，整个WIFI驱动框架就会浮现在你眼前。

1、现在我们先从USB设备开始，要写一个USB设备驱动，那么大致步骤如下：

（1）需要针对该设备定义一个USB驱动，对应到代码中即定义一个usb_driver结构体变量。代码如下：
struct usb_driver xxx_usb_wifi_driver;

（2）填充该设备的usb_driver结构体成员变量。代码如下：
static struct usb_driver xxx_usb_wifi_driver = {
.name = "XXX_USB_WIFI",
.probe= xxx_probe,
.disconnect= xxx_disconnect,
.suspend= xxx_suspend,
.resume= xxx_resume,
.id_table= xxx_table,
};

（3）将该驱动注册到USB子系统。代码如下：
usb_register(&xxx_usb_wifi_driver);

以上步骤只是一个大致的USB驱动框架流程，而最大和最复杂的工作是填充usb_driver结构体成员变量。以上步骤的主要工作是将USB接口的WIFI设备挂载到USB总线上，以便Linux系统在USB总线上就能够找到该设备。

2、接下来是网络设备的线索，网络设备驱动大致步骤如下：

（1）定义一个net_device结构体变量ndev。代码如下：
struct net_device *ndev;

（2）初始化ndev变量并分配内存。代码如下：
ndev=alloc_etherdev();

（3）填充ndev -> netdev_ops结构体成员变量。代码如下：
static const struct net_device_ops xxx_netdev_ops= {
.ndo_init= xxx_ndev_init,
.ndo_uninit= xxx _ndev_uninit,
.ndo_open= netdev_open,
.ndo_stop= netdev_close,
.ndo_start_xmit= xxx_xmit_entry,
.ndo_set_mac_address= xxx_net_set_mac_address,
.ndo_get_stats= xxx_net_get_stats,
.ndo_do_ioctl= xxx_ioctl,
};

（4）填充ndev->wireless_handlers结构体成员变量，该变量是无线扩展功能。代码如下：
ndev->wireless_handlers = (struct iw_handler_def *)&xxx_handlers_def;

（5）将ndev设备注册到网络子系统。代码如下：
register_netdev(ndev);

3、WiFi设备本身私有的功能及属性，如自身的配置及初始化、建立与用户空间的交互接口、自身功能的实现等。

（1）自身的配置及初始化。代码如下：
xxx_read_chip_info();
xxx_chip_configure();
xxx_hal_init();

（2）主要是在proc和sys文件系统上建立与用户空间的交互接口。代码如下：
xxx_drv_proc_init();
xxx_ndev_notifier_register();

（3）自身功能的实现，在前面已经讲解过WiFi的网络及接入原理，如扫描等。同时由于WiFi在移动设备中，相对功耗比较大，因此，对于功耗、电源管理也会在驱动中体现。

转自： 嵌入式资讯精选