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路由器操作系统

路由器操作系统 摘要:针对现有$±嵌?入式操作系统学习中存在的问题,设计了一种既适合基本理?论学习,又可以进…

路由器操作系统

摘要:针对现有$±嵌?入式操作系统学习中存在的问题,设计了一种既适合基本理?论学习,又可以进行高级开发实践的学习平台。通㏒过对WRT54 GL路由器硬件的简单改造,使其成?为学习开源OpenWr∮t≮Xinu操作系统的优秀平台。平台设计简*/单易?行,简繁得当,费用低廉,是嵌入式操?作系统学习的一%个好的选择。♀
关键词:路由器嵌入式操作系统OpenWrtX?inu

引言
近年来,随着嵌入式系统的飞速发展和广泛应∧用,裸机模式已﹤无法适应日益复杂的系统ml开发,嵌入式操作系统已经成为开发中不可或缺的核心软件,对其进行∩学习研究的需求也日益突出。
嵌入式操作系统的学习平台虽然多种多?样,但选择一个合适的平台却并不简?单。商业系统通常有着完善?的支持,但复杂的架构♂、昂贵的价格∽和不公开的源代码∠使得它们难以成为初学者学℡习的对象。主流的开?源操作系统,虽然可以获??得源代码实现,但庞大的代码行,使得系统的机理被复杂的细节掩£盖,依然令人望而却步。专门的教学操作系统,有针对?地简化了代码№实现,但又因为?缺乏应用实例而﹥缺乏公?信力。
此外还¬存在硬件平﹢台成本过高造成的软硬件脱节的问题,完全脱离硬件平台的软件学习使人难以全面掌握嵌入式系+统。基于虚拟环境进行仿真虽然一定程度上∈解决了这个问题,但是?缺少硬件平台的实践终究无?法获得较深的感性认识,极易忽视很多真实?环境的注意事项。
针对这些问题,本文提出了一?种基于路由器设?计嵌?入式操作系统学习平台的思路,以LinKsy⊥s WRT54GL路由器作为硬?件平台,选择开源OpenWrt°作为主操作系统用于高级实践开发的学习,嵌入式=∨Xinu作为从操作系统用于基础理论的学习。把两个优秀的嵌入式操作系统集中到同一个硬件£平台,比较好地解决了当前嵌入式操作系统学习?平台⊙存在×的?功能@繁简不?当、软硬件容易脱节的问题,同?时大大降低?2了学习成本。

?1 平台的架构设计
1.?1 硬件平台选择
现在,市面上常用的无线路由?器大多采§用的是ARM或MI?PS的处理器,这些产品本√身就是嵌入式系?统的典型应㎎用。更为重要的是∷有很多产品?不仅有着强大的运算能力和丰富的板载资源,而且支持众?多第三方※固件,可以通过升级固件丰富功能,扩展能力极佳?,作为嵌入?≌ ?式操作系
统的硬件平台非常合适。
LinKsys公司的WRT54GL″是一个极易采购℅的经典无线路由器,它拥有200 M?H㏕z的处﹣理器,板载4 M÷B Flash?和1?6 MB ⌒Ram完全胜任嵌入式开发的学习、研究和开发。更为3重要的是,在网络上已有很多为它设?∟计的开源项目,使得学习资源唾手≈可得。
1.2 软件平台架构
考虑*到学习‰研究的需要,源代码的公开与否是选择?软件平台的首?要条件,因此确立了以开源??操作系统为选择?目标。同时考虑到功能?的平衡——既要能够用于操作系统基本原理的学习,又要能够完成㎞进一步的?高级功能学习?,繁简得当的双操作系统的软μ件架构就成为?当然的选择。这样的架构使得既可以在学习初?期利用代码?较为简洁的从操作系统?完成理论的学习和实践,又?可以在后期利用功能强大的主操作<系统完成进阶??学?习〒,◎两者⊕结合相得益彰,?贯㏄穿整个嵌㎡入式操作系统∞的学?习过程。
1.2.1 主操作系统
? 在选定了WRT54℉GL作为硬件平≦台后,自然就需要?为其?选择适当的开源?路由操作系统。开¥源路由操作系统非常之多,常见的有Vyatta、Cle arO≤S、Endian、Untan?gle、RouterOS、HyperWRT、OpenWrt、DD—WRT等。其中OpenWrt?和D?D—WRT∫获得了更为广泛的支持,有着?良好的m社㎏区资源,它们都可以被看作一个独立的嵌入式设备的Linux发行版mol,而不仅仅是一个∣单一的、静态的固件,?支持的硬件相当丰富,WRT54?GL也不例外1。
DD—WRT功能强大而且简单∪易用,它重点关注的是?Web配置方o式,这使得DD—?WRT的Web功能比Op?enWrt强大得多,因此DD&mda-sh;WRT的用>户?群很庞大。
O?pen?Wrt≯的优势是用户可以随意地安装软件。Op?enWrt≒的包管理提?供了?一个完全可写的文件系统,并允许自定义设备和应用∶软件包,具有完全定制?的能力。
DD&m¤da=sh;WRT和OpenW≡?rt各有优缺点。总的∥来说DD¥—WRT倾向?于关注使用者的?感受,因此较?为≠易用,O≥penWrt倾向于关注开发者的使用,因此更为开放。
但是就学习研究∝而言,OpenWrt的扩展性要更胜一筹。现在的DD—W?RT虽然也可以自己装软件,但只能装在jff∴s或mmc目录中,除jffs、m∵mc、tmp目录外其他的目录是不可写的,而O·penWrt则不存?在这些限制。
此外,OpenW?rt系统使用⊿和Linu㎝x类似的库文件,比如它所包含?的uCl?ibc的C库使㎜得开发人员通过简单的补丁包即?可轻松运行现有¢的Linu㈱x程序。而且程序通过TFTP和CFE上传到路由器后,用户还可以?使用串行口进行通信和调试。因此我们选择OpenWrt作为主操作系统,便于在掌握了‖操作系统基本理论之后,进行高阶的学习研究。
1.2.2 从操作系统?
Xinu操作系统20世纪80年﹣代中期诞生于美国普渡大学,目标主要是用于操作系?统教学。它是一种小巧、优雅的操作系×统,支持动态创建?进程、动态分配内存等操作系统的功能,∷有she?ll命令和I/O函?数。同时支?持TCP/IP㏑协′议,可以管理本地和远程文件系统。
?除了应用于教育﹢领域以外,由于Xinu的体积很?小m,功能强大,所以也非常适用于?嵌人式?环境,现在已被移植到从8位、1?6位到32位嵌入式处∑理器平台上,并有多个工业∏级的应?用,有较好的应用价值。
美国马奎特大学的嵌℃入式Xin?u项目对其进行了相应的研究,并将其移植到嵌入式MIPS平台。嵌入式Xinu是一个持续研究和实施的项目,当前版本支持Links?ys公司的W?RT54GL3和WRT160≧NL的路由器,以及Q%emu虚拟机。因此我们选择?嵌入式Xinu作?为从操作?系统进行基础理论的学习。

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作者: mgnqyz

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