基于ARM微处理器和uClinux的串行通信的设计与实现

　　串行通信是微计算机之间一种常见的近距离通信手段，因使用方便、编程简单而广泛使用，几乎所有的微控制器、PC都提供串行通信接口。在实际应用中通常也需要嵌入式设备与外部设备进行通信，本文针对该应用，设计并实现了在嵌入式uClinux环境下，使用RS232接口进行串行通信的方法。

　　1 ARM简介

　　ARM(Advanced RISC Machines)是采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器，其应用已经深

　　入到工业控制、无线通信、网络应用、消费类电子产品、成像和安全产品等诸多领域[1]。根据ARM微处理器特点及应用领域，分为ARM7、ARM9、ARM9E、StrongARM 、ARM10等系列，其中ARM7系列微处理器为低功耗的32位RISC处理器，适合对功耗要求较高的应用如便携式产品，具有很高的性价比。本文所采用的华恒公司嵌入式LINUX开发平台HHARM4510-R1，其处理器即采用了ARM7系列的S3C4510B处理器。

　　2 嵌入式uClinux系统简介及开发环境建立

　　uClinux中u表示Micro，微小的意思，C表示Control，控制的意思，所以uClinux就是Micro-Control

　　-Linux，字面上就可看出它的含义即"微控制领域的Linux系统"。uClinux系统遵循GNU通用公共许可证(GNU GPL)[2]，在标准Linux基础上进行了适当裁剪和优化，是一个高度优化、代码紧凑的嵌入式Linux，并保留了Linux的大多数的优点：稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、完备的对各种文件系统的支持、以及标准丰富的API等。是专门针对NOMMU(Memory Management UNIt)的ARM微处理器的嵌入式操作系统。图1为uClinux的基本构架。文中选用的S3C4510B处理器为了降低硬件成本及运行功耗并简化芯片设计，取消了MMU功能模块，不支持标准Linux，而uClinux操作系统不需要MMU支持也可运行在NOMMU的硬件平台上，并具有很好的稳定性和可靠性。

　　图1 uClinux的基本构架

　　基于uClinux系统的应用开发环境由基于S3C4510B的目标系统硬件开发板和宿主机PC构成。开发板用于运行uClinux操作系统和系统应用软件，装有Linux的PC机则完成uClinux系统的内核编译、应用程序开发和调试工作。在S3C4510B无法安装所需的编译器，所以借助宿主机，采用交叉编译调试的方式，即在装有Linux的宿主机上对即将运行在目标板上的应用程序进行编译，生成可在目标板上运行的代码格式。图2为交叉编译方式。

　　图2 交叉编译方式

　　首先为安装Linux的宿主机建立交叉编译器，再采用以下步骤对uClinux内核进行编译[3]：

　　然后将内核加载运行，嵌入式应用开发平台就已经搭建好了，可以在这个平台上开发

　　应用程序进行嵌入式应用了。图3为基于uClinux的嵌入式系统框图结构。

　　图3 uClinux嵌入式系统框图

　　3 S3C4510B和uClinux下串行通信的设计及实现

　　Linux对串口的操作是通过设备文件进行访问的，只需打开相应的串口文件即可[4]。

　　本文介绍了在S3C4510B上发送数据到串口，与串口进行通信的过程。HHARM4510-R1提供了两个RS232串口[5]，通常默认对其COM1进行操作，其对应的设备为/dev/ttyS0。与串口进行通信需要经过如下过程，首先要把其头文件包括进来。

　　图4 串行通信流程图

　　uClinux操作系统本身具有强大的网络功能，同时目标板提供了两个RS232串口和一个以太网接口，将目标板串口与宿主机相连，在宿主机上启动xminicom登录到目标板，再通过以太网接口以NFS的形式挂载目标板系统到宿主机上,即可在直接在宿主机环境下对程序进行调试和运行，调试成功后，将程序烧写入HHARM4510-R1板FLASH存储器中。

　　4 结束语

　　本文论述了采用基于S3C4510B的ARM微处理器进行串行通信的设计与实现方法，并通过测试验证了其方法的有效和正确性。嵌入式设备与外围设备通信的方式方法一直是人们所关心的问题，我们将在此基础上着力于进一步开发出基于协议的串行通讯程序。