ok6410开发板概述与Linux移植背景
ok6410是一款基于三星S3C6410 ARM11处理器的嵌入式开发板，主频高达667MHz，集成了丰富的外设接口，如LCD、摄像头、SDIO、UART等，广泛应用于工业控制、多媒体处理、物联网设备等领域，其硬件特性包括256MB/512MB Nand Flash、128MB SDRAM，以及支持Linux、Windows Embedded CE等多种操作系统，Linux凭借其开源、稳定、可定制等优势，成为嵌入式开发的首选操作系统，将Linux系统移植到ok6410开发板，是嵌入式开发中的重要实践，涉及硬件适配、驱动开发、根文件系统构建等多个环节，本文将详细阐述其移植流程与关键技术。
移植前的准备工作
硬件与软件环境搭建
硬件方面，需准备ok6410开发板、交叉编译工具链（如arm-linux-gcc-4.4.3）、串口调试工具（如minicom或SecureCRT）、SD卡或U盘（用于系统烧录）以及网线（用于网络文件传输），软件方面，需安装Linux宿主机系统（如Ubuntu 14.04/16.04），并配置好交叉编译环境，确保编译工具链与目标板架构（ARMv6）匹配，需获取Linux内核源码（如linux-3.0版本，该版本对S3C6410支持较好）、u-boot引导程序以及根文件系统镜像（如busybox构建的minimal根文件系统）。
关键技术文档梳理
移植前需仔细研读ok6410开发板原理图、S3C6410芯片手册（特别是时钟控制、内存管理、外设控制器等章节）以及Linux内核中ARM架构的移植文档，这些文档是理解硬件工作原理、定位驱动问题和配置内核参数的基础，S3C6410的内存控制器需要配置SDRAM的时序参数（如TRCD、TRAS等），以确保内核稳定运行。
U-Boot移植与配置
U-Boot作为嵌入式系统的引导加载程序，负责初始化硬件、加载Linux内核到内存并启动内核，ok6410的U-Boot移植通常基于开源U-Boot版本（如u-boot-2010.12）进行修改，主要步骤包括：
硬件初始化代码适配
根据S3C6410手册修改U-Boot中的start.S文件，配置时钟（如设置FCLK为667MHz）、初始化SDRAM控制器（包括设置内存 banks、时序参数和刷新频率），以及串口初始化（用于调试输出），串口配置需与开发板硬件一致（如波特率115200、数据位8、停止位1、无校验）。
设备驱动添加与修改
添加ok6410特有的外设驱动，如Nand Flash控制器（用于读取内核镜像）、网络控制器（如CS8900，用于TFTP下载内核）和SD/MMC控制器（用于启动SD卡系统），修改U-Boot的分区表，以适配Nand Flash的存储布局（如预留分区用于存放内核、根文件系统和设备树）。
命令与环境变量配置
在U-Boot中添加常用命令（如nand read、bootm、setenv等），并设置启动环境变量（如bootcmd、bootargs）。bootcmd可配置为nand read 0x30008000 kernel 0x500000（从Nand Flash读取内核到0x30008000地址），bootargs配置为console=ttySAC0,115200 root=/dev/mtdblock3 rw init=/linuxrc（指定控制台和根文件系统设备）。
完成移植后，通过U-Boot的printenv命令检查环境变量，使用saveenv保存配置，并通过nand write命令将编译后的U-Boot镜像烧录到开发板的Nand Flash中。
Linux内核移植与编译
Linux内核是嵌入式系统的核心，ok6410的内核移植主要涉及内核配置、驱动修改和设备树（Device Tree）适配。
内核配置与编译
在宿主机上进入内核源码目录，执行make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- menuconfig进入图形化配置界面，根据ok6410硬件特性启用以下选项：
- CPU类型：选择
S3C6410-based（位于System Type -> Samsung S3C64XX Implementations）； - 驱动支持：启用Nand Flash（
Device Drivers -> MTD）、LCD（Graphics support）、串口（Device Drivers -> Serial drivers）以及SD/MMC卡（Device Drivers -> MMC/SD card support）； - 文件系统：选择
CRAMFS或JFFS2作为根文件系统类型（位于File systems -> Miscellaneous filesystems）。
配置完成后，执行make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- uImage编译生成uImage镜像（U-Boot支持的内核格式），同时编译设备树文件（make ARCH=arm dtbs）。
设备树适配
设备树是Linux内核描述硬件信息的机制，ok6410需修改arch/arm/boot/dts/s3c6410.dtsi和s3c6410-ok6410.dts文件，定义内存节点、外设节点（如串口、LCD、Nand Flash等），内存节点需配置SDRAM的起始地址和大小（如memory@30000000 { reg = <0x30000000 0x08000000>; };），Nand Flash节点需配置控制器时序和分区信息。
驱动调试与问题解决
移植过程中可能出现驱动加载失败、硬件初始化错误等问题，LCD驱动需根据开发板屏幕参数（分辨率、色深）修改fbmem配置；Nand Flash驱动需检查时序参数（如tacls、twrph0、twrph1）是否与硬件一致，通过内核启动时的串口打印信息（如dmesg）定位问题，使用printk在关键代码段添加调试输出。
根文件系统构建与部署
根文件系统是Linux系统运行的基础，ok6410常用的根文件系统包括BusyBox构建的minimal系统、Yocto Project或Buildroot生成的完整系统，以BusyBox为例，构建步骤如下：
BusyBox编译与安装
下载BusyBox源码（如busybox-1.30.1），执行make menuconfig配置，启用Build static binary（静态链接）并选择需要的工具（如sh、ls、mkdir、ifconfig等），编译后执行make install，将工具安装到指定目录（如~/rootfs）。
创建必要目录与文件
在~/rootfs中创建标准Linux目录结构，如/dev（设备节点）、/etc（配置文件）、/proc（内核信息）、/sys（系统设备）、/tmp（临时文件）等，使用mdev（简化版udev）管理设备节点，在/etc/init.d/rcS中添加echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug。
配置系统文件
创建/etc/inittab文件，设置启动时执行的脚本（如/etc/init.d/rcS）；创建/etc/fstab文件，挂载文件系统（如proc /proc proc defaults 0 0）；配置网络参数（如/etc/network/interfaces），设置静态IP或DHCP。
部署到开发板
将构建的根文件系统打包为cpio或jffs2镜像，通过nand write命令烧录到Nand Flash的指定分区（如/dev/mtdblock3），或在SD卡中创建ext4分区并挂载，内核启动时，通过bootargs指定根文件系统位置（如root=/dev/mmcblk0p2）。
系统测试与优化
完成移植后，需对系统进行全面测试，确保硬件功能正常、系统稳定运行，测试内容包括：
- 启动测试：检查U-Boot是否能正常加载内核，内核启动过程中是否有错误信息（如
Uncompress Linux... done, booting the kernel.），根文件系统是否能正确挂载； - 外设测试：测试LCD显示（如启动信息输出）、串口通信（如
minicom连接）、Nand Flash读写（如dd命令）、SD卡读写（如mount命令）以及网络连接（如ping命令）； - 性能优化：通过调整内核参数（如
vm.swappiness）和驱动参数（如LCD刷新频率）提升系统性能，减少内存占用和CPU负载。
可添加开机自启动脚本（如/etc/rc.local），实现特定功能（如自动启动网络服务、运行应用程序）。
ok6410的Linux移植是一个涉及硬件、驱动、内核和文件系统的复杂过程，需要深入理解ARM架构和Linux内核机制，通过合理的移植流程（U-Boot移植、内核配置、根文件系统构建）和细致的调试优化，可成功在ok6410开发板上运行稳定、功能完备的Linux系统，这一过程不仅提升了嵌入式开发技能，为后续应用开发（如物联网网关、工业控制器）奠定了基础,同时也体现了开源系统在嵌入式领域的灵活性和可扩展性。
