tq2440开发板概述
tq2440是一款基于三星s3c2440 ARM9处理器的嵌入式开发板，广泛应用于工业控制、智能家居、教育科研等领域，该开发板采用主频400MHz的ARM920T内核，集成64MB SDRAM、256MB NandFlash，以及LCD、触摸屏、串口、网口等丰富外设接口，为嵌入式系统开发提供了良好的硬件平台，Linux作为一种开源、稳定且高度可定制的操作系统，成为tq2440开发的主流选择，本文将详细探讨Linux系统在tq2440开发板上的移植过程，包括环境搭建、引导加载程序移植、Linux内核移植、根文件系统构建及驱动调试等关键环节。
移植前的环境准备
Linux移植的首要任务是搭建合适的开发环境，tq2440的移植通常采用交叉编译方式，即在宿主机（如Ubuntu PC）上完成代码编译，生成适用于ARM平台的可执行文件。
宿主机环境配置
安装Ubuntu操作系统（推荐18.04或20.04版本），并通过以下命令安装必要的开发工具：
sudo apt update sudo apt install build-essential gcc-arm-linux-gnueabi u-boot-tools device-tree-compiler
gcc-arm-linux-gnueabi是ARM交叉编译器，用于生成ARM架构的可执行文件；u-boot-tools用于处理U-Boot镜像；device-tree-compiler用于编译设备树文件。
硬件连接
将tq2440开发板通过串口连接到宿主机（通常使用USB转串口模块，如PL2303），确保终端工具（如minicom、screen）能够正常访问开发板串口，波特率设置为115200，通过网线将开发板与宿主机连接，以便后续通过TFTP传输文件。
引导加载程序（U-Boot）移植
U-Boot是嵌入式系统启动阶段的核心程序，负责初始化硬件、加载Linux内核和根文件系统，并将系统控制权交给内核，tq2440常用的U-Boot版本为u-boot-2021.07，需针对开发板硬件进行修改。
获取并修改U-Boot源码
从U-Boot官网下载源码，并创建tq2440对应的配置文件：
wget https://ftp.denx.de/pub/u-boot/u-boot-2021.07.tar.bz2 tar -xjf u-boot-2021.07.tar.bz2 cd u-boot-2021.07 make tq2440_config # 基于tq2440默认配置进行修改
关键配置修改
- 内存初始化：在
board/samsung/tq2440/u-boot.lds中修改内存布局，确保SDRAM起始地址和大小与tq2440硬件一致（通常为64MB，地址0x30000000）。 - 启动方式配置：通过
make menuconfig设置启动方式为NandFlash启动，并启用NandFlash驱动和分区信息。 - 网络支持：启用网卡驱动（如CS8900），并配置开发板IP地址，以便后续通过TFTP加载内核。
编译与烧录
执行make命令生成U-Boot镜像u-boot.bin，通过工具（如dnw、USB烧录器）将镜像烧录到tq2440的NandFlash中，烧录后，开发板上电应进入U-Boot命令行界面，可通过printenv查看环境变量，通过setenv修改启动参数（如内核加载地址、根文件系统路径等）。
Linux内核移植
Linux内核是操作系统的核心，负责管理硬件资源、提供进程调度、内存管理、设备驱动等服务，tq2440通常使用Linux 4.9或5.4版本内核，需针对ARM9架构和开发板硬件进行定制。
内核配置与编译
-
获取内核源码：从Linux内核官网下载对应版本源码，
wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v4.x/linux-4.9.307.tar.xz tar -xJf linux-4.9.307.tar.xz cd linux-4.9.307
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配置内核：基于tq2440的默认配置进行修改：
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- s3c2410_defconfig make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- menuconfig # 进入图形化配置界面
在配置界面中，需启用以下选项：
- ARM架构支持（
System Type -> ARM） - S3C2440处理器支持（
Samsung S3C24XX SoCs） - 必要的设备驱动（如LCD、触摸屏、NandFlash、串口、网卡等）
- 根文件系统类型（如Yaffs2、JFFS2，根据实际需求选择）
- ARM架构支持（
-
编译内核：执行以下命令生成内核镜像
uImage（U-Boot支持的格式）：make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- uImage
设备树修改
Linux 3.x及以上版本推荐使用设备树（Device Tree）描述硬件信息，在内核源码中，arch/arm/boot/dts/目录下存放设备树源文件（.dts），需为tq2440创建或修改s3c2440-tq2440.dts文件，定义内存、外设（如LCD、NandFlash）等节点信息，编译后生成.dtb文件，供内核启动时使用。
根文件系统构建
根文件系统是Linux系统运行的基础，包含应用程序、库文件、配置文件等，tq2440常用的根文件系统类型包括Yaffs2（基于NandFlash）和JFFS2，也可使用轻量级的Busybox构建最小根文件系统。
使用Busybox构建根文件系统
- 获取Busybox源码：下载并解压Busybox（推荐1.30版本以上）：
wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.35.0.tar.bz2 tar -xjf busybox-1.35.0.tar.bz2 cd busybox-1.35.0
- 配置Busybox：
make menuconfig
在配置中，选择“Build Options”中的“Cross-compiler prefix”，指定为
arm-linux-gnueabi-；并启用必要的工具（如sh、ls、mkdir、ifconfig等）。 - 编译与安装：执行
make和make install，生成的文件默认位于_install目录下。
创建根文件系统目录结构
在_install目录下创建必要的目录（如/dev、/etc、/proc、/sys等），并创建设备节点（通过mdev -s自动生成）和配置文件（如/etc/inittab、/etc/fstab）。
打包根文件系统
将根文件系统打包为Yaffs2镜像（适用于NandFlash）：
mkyaffs2image _install rootfs.yaffs2
生成的rootfs.yaffs2可通过TFTP或USB传输到开发板，并烧录到NandFlash中。
系统启动与调试
完成U-Boot、内核和根文件系统的移植后，需配置U-Boot的启动参数，确保系统能够正确加载并启动。
U-Boot启动参数配置
在U-Boot命令行中设置以下环境变量：
setenv bootargs 'console=ttySAC0,115200 root=/dev/mtdblock3 rw init=/linuxrc' setenv bootcmd 'nand read 0x30008000 0x60000 0x300000; bootm 0x30008000' saveenv
bootargs指定控制台、根文件系统位置和初始化脚本；bootcmd指定从NandFlash读取内核到内存地址0x30008000并启动。
常见问题与调试
- 内核启动失败：检查设备树是否正确（通过
dtb打印硬件信息）、内存初始化是否匹配硬件。 - 根文件系统挂载失败：确认NandFlash分区是否正确、文件系统类型是否匹配（如Yaffs2需在内核中支持）。
- 驱动加载异常：通过串口打印内核日志（
dmesg），定位驱动初始化错误，检查设备树节点或驱动代码。
tq2440的Linux移植是一个涉及硬件适配、软件裁剪和系统调试的复杂过程，需要开发者深入理解ARM体系结构、Linux内核机制和嵌入式开发流程，通过合理的环境搭建、细致的配置修改和逐步的调试优化，最终可在tq2440开发板上稳定运行Linux系统，为后续的应用开发奠定坚实基础，这一过程不仅提升了嵌入式开发技能,也为其他平台的移植提供了可借鉴的经验。
