作者：Nathan Z. Gustavson，Eric Rossi

如今，大多數(shù)擁有電氣工程或計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)位的大學(xué)程序員都相當(dāng)精通Linux桌面平臺(tái)上的編程。當(dāng)這些程序員需要對(duì)嵌入式Linux系統(tǒng)進(jìn)行編程時(shí)，他們經(jīng)常感到驚訝和困惑，因?yàn)樗麄冊谧烂嫔暇帉懙某绦驅(qū)o法運(yùn)行他們的Linux嵌入式系統(tǒng)。

為了緩解這個(gè)問題，一些程序員選擇在嵌入式應(yīng)用程序中使用桌面系統(tǒng)的版本。這通常不太合適，因?yàn)榕_(tái)式機(jī)系統(tǒng)通常具有風(fēng)扇和硬盤驅(qū)動(dòng)器，它們是故障點(diǎn)。一個(gè)更大的障礙是快速變化;需要擁有最快，最新的技術(shù)，在短短六個(gè)月內(nèi)淘汰了桌面系統(tǒng)。圍繞沒有壽命的平臺(tái)設(shè)計(jì)長壽命的嵌入式產(chǎn)品是一場災(zāi)難。

即使桌面平臺(tái)可以保證從現(xiàn)在起大約五年后，Linux內(nèi)核和相關(guān)發(fā)行版也是移動(dòng)的目標(biāo)。內(nèi)核和標(biāo)準(zhǔn)庫在不斷發(fā)展，發(fā)行版也在努力跟上步伐。內(nèi)核補(bǔ)丁和庫更新可能會(huì)使用戶的程序無法運(yùn)行。當(dāng)工程師由于安全漏洞或其他問題而需要更新開發(fā)計(jì)算機(jī)時(shí)，這種情況會(huì)加劇。需要一種將嵌入式開發(fā)環(huán)境從標(biāo)準(zhǔn)桌面環(huán)境中抽象出來的方法。

關(guān)鍵不僅在于找到一個(gè)長壽命的嵌入式Linux硬件平臺(tái)，更是一個(gè)長壽命的嵌入式Linux軟件平臺(tái)。有成就的嵌入式Linux程序員通?？梢酝ㄟ^收集正確的庫和工具版本并適當(dāng)?shù)匦薷腗akefile來創(chuàng)建嵌入式開發(fā)平臺(tái)。即使成功，它也是一個(gè)次優(yōu)的開發(fā)環(huán)境。

理想情況下，編譯器不應(yīng)依賴于其主機(jī)的庫和內(nèi)核，而應(yīng)依賴于更靜態(tài)目標(biāo)的工具鏈。軟件平臺(tái)應(yīng)與其他平臺(tái)、其他操作系統(tǒng) （OS） 和其他語言兼容。軟件開發(fā)工具包（SDK）應(yīng)該基于具有廣泛社區(qū)支持的工具鏈，以便即使推動(dòng)SDK的組織之一停止支持它，它也能在其他人的肩膀上生存。

輸入日食

Eclipse 是一個(gè)開源的、可再發(fā)行的、跨平臺(tái)的、用于代碼開發(fā)的框架。它本身支持 Java，并且 C/C++及其 CDT 插件。它提供了許多由商業(yè)集成開發(fā)環(huán)境 （IDE） 一遍又一遍地重新設(shè)計(jì)的相同功能（語法突出顯示、語言感知搜索、代碼完成等），但不依賴于任何一組特定的工具來完成它（請參見圖 1）。

圖 1：許多由商業(yè)集成開發(fā)環(huán)境（IDE）一遍又一遍地重新發(fā)明的相同功能（語法突出顯示，語言感知搜索，代碼完成等），但不依賴于任何一組特定的工具來完成它

該解決方案的靈活性促使 EMAC 和其他嵌入式軟件公司在 Eclipse 環(huán)境中構(gòu)建開發(fā)平臺(tái)。這種商業(yè)采用為嵌入式代碼開發(fā)人員創(chuàng)造了事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)化。OEM 可以編寫與 GNU 工具鏈配合使用的 Eclipse 插件和項(xiàng)目，同時(shí)提供與同時(shí)運(yùn)行 Windows 和 Linux 的眾多商業(yè)平臺(tái)的兼容性。

嵌入式爪哇

EMAC的原始Eclipse環(huán)境是為SoM-400M模塊開發(fā)的，使用來自達(dá)拉斯/馬克西姆的DS400 TINI處理器。該處理器的固件包含專有的嵌入式 JRE。為系統(tǒng)構(gòu)建 Java 代碼是通過編譯普通 JRE 環(huán)境的類，用特定于 TINI 的 jar 替換核心 jar，然后將生成的類轉(zhuǎn)換為 TINI 可執(zhí)行文件來完成的。

為此，開發(fā)人員利用了 Eclipse 的本機(jī) Ant 支持，該支持可用于創(chuàng)建一種 XML 格式的高級(jí) Java 生成文件。然后，Ant 使用 Eclipse 的 JDT 編譯器適配器類構(gòu)建目標(biāo)，這使得內(nèi)部編譯器可用于 Ant 的任務(wù)。然后，源代碼鍛造的 TiniAnt 擴(kuò)展執(zhí)行從 Java 類到 TINI 可執(zhí)行文件的最終轉(zhuǎn)換。執(zhí)行此操作所需的所有復(fù)雜聲明都隱藏在頂級(jí) build.properties 文件中，從而大大降低了 SoM-400M 的編譯復(fù)雜性，使其成為簡單的標(biāo)準(zhǔn) Ant 任務(wù)。

交叉編譯 C

Eclipse 工具項(xiàng)目提供了一個(gè)開放的、可再發(fā)行的 C 開發(fā)插件，稱為 CDT。除其他事項(xiàng)外，它還提供：

語法突出顯示

代碼完成

動(dòng)態(tài)構(gòu)建

調(diào)試器集成（使用 GDB 的 MI 接口）

它不提供實(shí)際的編譯器、鏈接器和調(diào)試器二進(jìn)制文件。這些特定于要構(gòu)建的目標(biāo)，并且必須從外部源提供。然后，可以通過編寫 Eclipse 插件，或者更簡單地說，通過使用“標(biāo)準(zhǔn)”生成項(xiàng)目并在 Makefile 中指定編譯器，將它們集成到 Eclipse 中。

清單 1 中的生成文件將在 EMAC 日食環(huán)境中編譯一個(gè)簡單的“你好世界”示例項(xiàng)目。

SDKBASE=。./。./

CROSS=$（SDKBASE）gcc-4.0.0-i486-D/bin/i486-linux-

CC=$（CROSS）gcc

LIBFLAGS =-lc

#VERBOSE=-v

CFLAGS= -g

OFLAGS=-Wl

TARGET=hello

CFILES=hello.c

all： $（TARGET）

$（TARGET）： objects

$（CC） $（VERBOSE） *.o $（OFLAGS） $（SLIBS）-o $（TARGET） $（LIBFLAGS）

objects： $（CFILES）

$（CC） $（VERBOSE） $（CFLAGS） -c $（CFILES）

clean：

$（RM） *.o *.gdb $（TARGET）

TARGET_IP=192.168.0.1

LOGIN=someuser

PASSWORD=somepassword

upload：

wput $（TARGET） ftp://$（LOGIN）：$（PASSWORD）@$（TARGET_IP）/。./。./tmp/$（TARGET）

與嵌入式 Java 環(huán)境一樣，所有項(xiàng)目通用的復(fù)雜編譯器/鏈接器標(biāo)志都隱藏在更高級(jí)別的文件中，然后由 SDK 中的所有 Makefile 包含該文件。

EMAC 通過針對(duì)目標(biāo)開發(fā)操作系統(tǒng)的庫構(gòu)建免費(fèi)提供的 GNU 交叉編譯器，為其所有板提供交叉編譯器。在Linux上，這些庫是原生的;在視窗上，使用天鵝庫。然后，我們“隱藏”實(shí)際的 Eclipse 可執(zhí)行文件，并將其替換為一個(gè)批處理文件，該文件在 Eclipse 啟動(dòng)時(shí)臨時(shí)添加支持 GNU 工具鏈所需的路徑。

調(diào)試

使用 GDB 和 GDB 服務(wù)器進(jìn)行調(diào)試，以方便遠(yuǎn)程調(diào)試環(huán)境。為此，將編譯后的可執(zhí)行文件上載到 SBC，并啟動(dòng) GDBServer 會(huì)話偵聽特定端口或串行終端。Eclipse 調(diào)試透視圖允許用戶通過指定要使用的連接參數(shù)以及為目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建的 GDB 版本來調(diào)試應(yīng)用程序。

“調(diào)試”透視顯示要調(diào)試的程序的源代碼和生成的程序集代碼。它易于管理和監(jiān)視斷點(diǎn)和變量，并且可以逐行逐步完成程序。源代碼中的當(dāng)前位置會(huì)自動(dòng)突出顯示。Eclipse 提供了一個(gè)圖形化調(diào)試環(huán)境，極大地簡化了遠(yuǎn)程目標(biāo)調(diào)試的過程。

目標(biāo)溝通

在針對(duì)嵌入式環(huán)境進(jìn)行開發(fā)時(shí)，需要通過串行終端程序或通過 TCP 使用 Telnet、SSH 或其他類似連接與目標(biāo)板建立連接。當(dāng)通過命令行界面或圖形前端完成此操作時(shí)，程序員被迫不斷在窗口之間切換，以同時(shí)監(jiān)視連接和IDE。

EMAC 通過集成 Eclipse 插件來消除此問題，這些插件允許在 Eclipse 中實(shí)現(xiàn) SSH、遠(yuǎn)程登錄和終端連接。這允許程序員像監(jiān)控本地文件系統(tǒng)一樣監(jiān)控嵌入式目標(biāo)板，并直接發(fā)出命令，而無需離開 Eclipse 環(huán)境。

CVS

日食本身提供了一個(gè)強(qiáng)大的 CVS。通過設(shè)置 CVS 登錄名并為客戶提供密碼，開發(fā)人員可以確保他們始終可以訪問最新版本的代碼和產(chǎn)品的錯(cuò)誤修復(fù)。

將 SDK 的軟件補(bǔ)丁和全新組件上傳到 CVS 服務(wù)器上可為客戶提供最新的軟件支持，客戶能夠以圖形方式查看文件的差異，并使用部分、全部或全部上傳的內(nèi)容修補(bǔ)自己的 SDK。

文檔

Eclipse 提供了自己的本機(jī)瀏覽器，這有利于在工作區(qū)中創(chuàng)建 HTML 鏈接的文檔。通過這種方式，客戶可以瀏覽 HTML 文檔（類似于由多克西根和爪哇生成的文檔）。Eclipse 中還集成了上下文相關(guān)幫助（參見圖 2），使新用戶能夠提高工作效率。

圖 2：上下文相關(guān)幫助也集成在 Eclipse 中

該文檔也可以鏈接回軟件開發(fā)人員的網(wǎng)站，從而允許動(dòng)態(tài)添加用戶文檔。用戶可以使用選項(xiàng)卡直接從代碼切換到文檔，而不是一次瀏覽多個(gè)窗口。

集成工具，更好的開發(fā)

Eclipse 提供了一個(gè) GNU 工具和商業(yè)工具可以一起玩的環(huán)境。通過少量集成，OEM可以為他們的電路板創(chuàng)建一個(gè)強(qiáng)大的跨平臺(tái)開發(fā)平臺(tái)，該平臺(tái)將在許多商業(yè)軟件供應(yīng)商采用的同一平臺(tái)上運(yùn)行。

在 Eclipse 框架中，EMAC 使用交叉編譯來緩解將嵌入式開發(fā)環(huán)境從標(biāo)準(zhǔn)桌面環(huán)境抽象出來的問題。調(diào)試是使用帶有 Eclipse 窗口的 GDB 完成的，用于調(diào)試器的輸入和輸出。與目標(biāo)的通信也通過遠(yuǎn)程登錄、FTP、終端和 SSH 插件集成到 Eclipse 中。CVS 版本控制和 HTML 文檔也在 Eclipse 環(huán)境中完成。

將上述所有開發(fā)功能整合到標(biāo)準(zhǔn)IDE中，形成了一個(gè)功能強(qiáng)大、高效的開發(fā)平臺(tái)，可以與基于Java的小型8位控制器和用C編程的32位Linux服務(wù)器一起使用。這就是日食的力量。

審核編輯：郭婷