### 嵌入式Linux培训教材知识点概览
#### 一、嵌入式系统基础
**1.1 嵌入式系统概述**
- **嵌入式技术的应用范围广泛**：从家用电器到汽车电子，从工业自动化到医疗设备，几乎涵盖了所有现代生活中的电子产品。
- **后PC时代的主宰**：随着移动互联网、物联网等技术的发展，嵌入式系统正逐步成为信息技术的核心。
- **定义**：嵌入式系统是一种专用计算机系统，它被设计用于执行特定功能或任务，并集成到更大的系统或设备中。
- **特点**：
- 高度定制化；
- 实时性要求高；
- 功耗低；
- 成本敏感；
- 可靠性要求高。
- **分类**：按功能复杂度可分为微控制器型、微处理器型、DSP型等；按应用场景可分为消费电子类、工业控制类、网络通信类等。
- **应用领域**：包括但不限于消费电子、工业控制、汽车电子、网络通信等领域。
**1.2 嵌入式处理器**
- **概述**：嵌入式处理器是嵌入式系统的核心组件，负责执行系统软件及控制外部设备。
- **分类**：
- 微控制器（MCU）：集成了CPU、RAM、ROM、I/O等功能于一身的小型计算机系统。
- 微处理器（MPU）：通常没有内置的存储器和外设接口，需要通过外部扩展实现。
- 数字信号处理器（DSP）：专门用于处理数字信号，如音频、视频等。
- **典型代表**：ARM、MIPS、PowerPC等。
- **国内产品**：例如龙芯系列等国产嵌入式处理器。
**1.3 嵌入式操作系统**
- **定义**：运行在嵌入式处理器上，管理和控制硬件资源，为应用程序提供服务的操作系统。
- **特点**：
- 实时性：能够及时响应外部事件。
- 小体积：占用较少的内存资源。
- 可裁剪性：可以根据实际需求进行定制。
- **性能指标**：
- 响应时间；
- 上下文切换时间；
- 内存占用量。
- **分类**：分为硬实时系统、软实时系统等。
- **发展趋势**：向更小、更快、更稳定的方向发展。
- **种类**：如μC/OS-II、FreeRTOS、VxWorks等。
**1.4 嵌入式系统开发过程**
- 从需求分析、系统设计、编码实现到测试验证等一系列步骤构成。
#### 二、嵌入式Linux操作系统
**2.1 Linux概述**
- **开源特性**：基于GNU通用公共许可协议发布，拥有强大的社区支持。
- **稳定性与安全性**：在服务器领域表现出色，适用于各种嵌入式场景。
**2.2 主流的嵌入式Linux系统**
- 如Yocto项目、Buildroot等，提供了丰富的工具和框架支持。
**2.3 Linux目录结构详解**
- 根目录、bin、dev、etc等常见目录及其作用。
**2.4 Linux的使用**
- **获取帮助**：使用`man`命令查看手册页，利用在线文档学习。
- **安装Linux系统**：可通过虚拟机或物理机进行安装。
- **启动引导器**：如GRUB，用于选择启动操作系统。
- **用户和组管理**：创建用户、设置权限等操作。
#### 三、嵌入式Linux开发
**3.1 开发环境和常用开发工具**
- **VI编辑器**：文本编辑的基本工具。
- **GNU编译链**：GCC、G++等编译器。
- **Make与makefile**：构建项目的工具。
- **交叉编译**：在一种平台上编译出可以在另一种平台上运行的代码。
- **GDB调试器**：调试程序的有效工具。
**3.2 嵌入式Linux内核编译**
- **内核源代码布局**：了解内核源码的组织结构。
- **内核编译步骤**：准备环境、配置、编译等流程。
- **内核配置**：使用`make menuconfig`等命令进行配置。
**3.3 系统编程简介**
- **进程控制**：创建、终止进程等操作。
- **进程间通信**：共享内存、消息队列、管道等方式。
#### 四、嵌入式Linux移植
**4.1 嵌入式系统软件开发过程**
- 从需求分析到测试部署的一系列步骤。
**4.2 交叉工具链的生成**
- 包括交叉编译器、链接器等工具的构建。
**4.3 qt/embedded开发环境的建立**
- 使用Qt库开发图形用户界面。
**4.4 嵌入式Linux的启动过程**
- 从加电自检到系统初始化的全过程。
**4.5 BootLoader介绍**
- 如U-Boot等，负责初始化硬件并加载操作系统。
**4.6 内核的移植过程**
- 调整内核配置、编译、烧录等步骤。
**4.7 根文件系统的制作与移植**
- 构建适合目标平台的文件系统。
#### 五、Linux内核讲解
**5.1 Linux内核特征**
- 多任务、多用户、内存管理等特点。
**5.2 进程调度**
- **功能**：决定哪个进程获得CPU时间。
- **上下文切换**：从一个进程切换到另一个的过程。
- **时机**：进程阻塞、时间片到期等情况触发。
- **调度算法**：优先级调度法、时间片轮转法等。
**5.3 进程管理**
- **定义**：正在执行的程序。
- **状态**：就绪、运行、阻塞等。
- **PCB（进程控制块）**：记录进程状态的信息结构。
- **控制**：创建、终止进程等操作。
- **通信**：进程间的资源共享方式。
**5.4 存储管理**
- **分页管理机制**：将内存划分为固定大小的页。
- **内存的共享和保护**：确保多个进程间数据安全。
- **交换空间**：当物理内存不足时使用的辅助存储区域。
**5.5 文件系统**
- **Linux文件系统**：支持多种文件系统格式。
- **文件操作**：创建、删除、读写文件等。
**5.6 设备管理**
- **设备管理**：对硬件设备的控制。
- **设备驱动程序的接口**：内核与硬件交互的桥梁。
- **磁盘高速缓存**：提高磁盘访问效率。
- **缓冲管理算法**：高效管理磁盘缓存。
#### 六、Linux设备驱动程序开发
**6.1 设备驱动程序概述**
- **分类**：字符设备、块设备、网络设备等。
- **功能**：控制硬件设备、提供设备访问接口。
- **原理**：通过系统调用与硬件交互。
**6.2 设备驱动模块**
- **命令**：加载、卸载模块等操作。
**6.3 简单例子**
- **系统调用**：如open、close、read、write等。
以上内容概括了《嵌入式Linux培训教材》的主要知识点，覆盖了嵌入式系统的基础知识、Linux操作系统的基本概念以及开发流程和技术细节等方面。这些知识点对于初学者来说是非常重要的入门指南，可以帮助他们快速掌握嵌入式Linux领域的核心技能。
