SkyEye 介绍 Embedded Operating Systems2 主要内容 SkyEye 简介 SkyEye 的安装和使用.

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1 SkyEye 介绍 xlanchen@2006.5.24

2 Embedded Operating Systems2 主要内容 SkyEye 简介 SkyEye 的安装和使用

3 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems3 SkyEye 简介 SkyEye 是一个开源软件项目， 中文名字是 “ 天目 ” 。 SkyEye 的起源和发展 陈渝： 做一个用软件实现的嵌入式开发硬件模拟器，可以 在模拟器上运行各种操作系统，这样就可以在没有 开发板的情况下学习和研究操作系统

4 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems4 SkyEye 的目标： 在通用的 Linux 和 Windows 平台上实现一个纯 软件集成开发环境，模拟多种主流的嵌入式计 算机系统。 目前可在 SkyEye 上运行的系统有： 1 ）多种嵌入式操作系统，如 ARM Linux 、 μClinux 、 μC/OS-II 、 elastos 2 ）各种系统软件，如嵌入 式 TCP/IP 协议栈－ lwIP ， 图形子系统－ MiniGUI 等 可对上述软件系统进行源码级的分析、调试和测试。

5 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems5 SkyEye 模拟硬件介绍 目前， SkyEye 模拟了大量的硬件，包括 CPU 内核、存储器、存储器管理单元、缓存单 元、串口、网络芯片、时钟等 CPU 和开发板系列： 目前 SkyEye 可以模拟的 CPU 主要是基于 ARM 内核的 CPU ，包括 ARM7TDMI ， ARM720T ， ARM9TDMI ， ARM9xx ， ARM10xx ， StrongARM ， XScale 等

6 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems6 目前 SkyEye 模拟的开发板包括 基于 Atmel 91X40/AT91RM92 CPU 的开发板， 基于 Crirus Logic ep7312 的开发板、 基于 StrongARM CPU 的 ADSBITSY 开发板， 基于 XScale PXA250 CPU 的 LUBBOCK 开发板、 基于 SAMSUNG S3C4510B/S3C44B0 CPU 的开发板、 基于 SHARP LH7A400 CPU 的开发板、 基于 Philip LPC22xx CPU 的开发板等。 主要模拟了对应各个开发板的串口、时钟、 RAM 、 ROM 、 LCD 、网络芯片等硬件外设。

7 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems7 存储器管理单元和缓存单元 MMU Memory Management Unit ，存储器管理单元， 是用来管理虚拟内存系统的硬件。 MMU 的两个主要功能是： 1 ）将虚地址转换成物理地址； 2 ）控制存储器的存取权限。 MMU 关掉时，虚地址直接输出到物理地址总线

8 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems8 TLB ， Translation Lookaside Buffers 在 MMU 中，存放从虚拟地址到物理地址的匹配表 保存的内容包括： 虚址及其对应的物理地址，权限，域和映射类型。 当 CPU 对一虚拟地址进行存取时， 首先搜索 TLB 表以查找对应的物理 地址等信息， 如果没有查到，则进行查找 translation table ，称为 Translation Table Walk （简称 TTW ）。经过 TTW 过程后， 将查到的信息保存到 TLB 。然后根据 TLB 表项的物理地址 进行读写。

9 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems9 CACHE ，缓存单元 主要用于缓存内存 中的数据，其读写速度远快 于内存的读写速度，所以可以提高 CPU 的内存 数据的访问效率。 write/read buffer 硬件单元 write/read buffer 硬件单元的作用与 CACHE 的 作用类似。

10 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems10 MMU 、 CACHE 、 write/read buffer 一般是高性 能 CPU 的重要组成部分，且不同类型 CPU 的 MMU 、 CACHE 、 write/read buffer 的逻辑行为 也有一定的差异。为了支持模拟多种类型 CPU 的 MMU/CACHE ， SkyEye 包含了一个通用的 MMU/CACHE 模拟实现。通 过对一些参数的 调整可以支持模拟多种类型的 MMU/CACHE 物 理结构和逻辑行为。

11 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems11 网络芯片 目前 SkyEye 模拟了网络芯片 8019AS ， 其特点是： NE2000 兼容，内建 16KRAM 缓冲区， 10MB 传输速率。 虽然目前模拟的开发板上不一定有网络芯片 8019AS ， 但可以在模拟的开发板上加上网络芯片 8019AS 的模 拟。

12 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems12 SkyEye 的安装 Linux 操作系统 Windows+MingW 或 cygwin

13 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems13 在 Kubuntu 上安装 SkyEye 演示使用的 Linux 的版本 uname 命令用于打印系统信息 使用 uname --help 可以看到 uname 命令 的使用说明

14 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems14 在 Kubuntu 上安装 SkyEye 有两种安装方法 下载源代码，编译并安装 直接安装二进制代码

15 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems15 在 Kubuntu 上 直接安装二进制代码 下载编译好的 SkyEye 的二进制包 到 www.skyeye.org 上找到最合适的版本 www.skyeye.org 例如最新的是 在合适的目录下解压缩 /usr/local/ 或者 /opt/ bz2 格式使用 “tar -xjvf 压缩文件名 ” 

16 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems16 在 Kubuntu 上直接安装二进制代 码 skyeye 在解压缩得到的目录中的 bin 子目录下 将 skyeye 的路径添加到 PATH 修改 ~/.bashrc 文件：添加 export PATH=$PATH: 所 选目录 /skyeye-insight/bin （如下图） 

17 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems17  

18 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems18 为使修改后的.bashrc 有效，必须先退出控制 台，然后重新启动控制台 判断是否设置成功 命令： echo $PATH 对 sky 使用 tab 键功能 OK ？ 运行 skyeye ，得到进入 skyeye 的画面，如图：

19 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems19  

20 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems20 SkyEye 的使用 为 μcLinux 安装交叉编译环境，并配置 μcLinux 编译生成 μcLinux 和包含应用程序的文件系统 用 skyeye 运行和调试 μcLinux 内核

21 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems21 安装交叉编译环境 www.uclinux.org 为 uclinux 的开发提供相应的交叉编 译工具 如： arm-elf-tools-20030314.sh arm-elf-tools-20030314.sh 安装 在 root 权限下运行 sh./arm-elf-tools-20030314.sh 检查一下 对 arm-elf 运用 shell 的 tab 功能可以看到一系列 arm-elf 打头的 程序，如 binutils 系列、 gcc 、 gdb 等等 也可以使用命令： arm-elf-gcc -v

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23 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems23 测试 arm-elf-gcc 源代码

24 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems24 测试 arm-elf-gcc 编译 arm-elf-gcc -Wl,-elf2flt -o hello hello.c 得到的输出文件 hello 和 hello.gdb 检查 hello 的格式 file hello 如何运行 hello ？？？

25 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems25    BFLT 格式： binary FLAT -Wl,-elf2flt 选项让链接器 将 elf 格式转换为 flt 格式小

26 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems26 运行 hello hello 必须在 target 环境上，无法在 host 上 如何准备 target 的运行环境 skyeye==== 模拟器 μcLinux==== 操作系统？？ 文件系统？？ …… ？？

27 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems27 获得 μcLinux 操作系统 两种方案 1. 使用 skyeye 提供的二进制包 2. 自己动手编译配置 μcLinux

28 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems28 编译配置 μcLinux 到 μcLinux 网站的发行页上下载 最新的发行版 uClinux-dist-20051110发行页发行版 uClinux-dist-20051110 使用 ”tar -xzvf” 解压缩，得到 uClinux-dist 目录 在 uClinux-dist 目录下 第一步：配置 μcLinux 命令： make config 在 vendor/product 选贤中选择 GDB/ARMulator Kernel 版本选择 2.4.x 其他选项不变（使用缺省选项）

29 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems29 第二步：编译生成 μcLinux 和文件系统 命令： make dep; make 编译成功？  

30 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems30 用 skyeye 运行 μcLinux 第一步，制作 skyeye 的硬件配置文件 vi skyeye.conf 第二步，提供上面所需的 boot.rom 命令： ln -s images/romfs.img boot.rom

31 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems31 第三步，在 skyeye 下运行 μcLinux 命令： sudo skyeye linux-2.4.x/linux 进入 skyeye 后， 命令 1 ： target sim 命令 2 ： load 命令 3 ： run 进入 μcLinux

32 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems32 进入画面

33 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems33 直接使用 μcLinux 的二进制包 下载 skyeye 的二进制包 skyeye-binary-testutils-1.2.0 使用 “tar -xjvf” 解压缩 

34 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems34 使用 μcLinux 作为运行操作系统 使用 skyeye 运行 μcLinux skyeye linux target sim load run

35 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems35 接下来，将 hello 拷贝到 μcLinux 的文件系统中 将 boot.rom 中的内容在 host 中解开，方法如下： mkdir romfs mkdir /mnt/tmp mount -o loop boot.rom /mnt/tmp cp -r /mnt/tmp/* romfs 将 hello 拷贝到 romfs 中的 bin 目录下 重新生成 boot.rom 映像 genromfs -f boot.rom –d romfs/

36 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems36 建立 /mnt/tmp 目录 解开并拷贝到 romfs 目录下

37 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems37 拷贝 hello 到 /bin 目录下 重新制作 boot.rom

38 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems38 运行 hello 在模拟器上运行 启动模拟器、装载操作系统、装载文件系统 skyeye file linux target sim load run 运行 hello

39 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems39 在 μcLinux 界面下，可以得到：    

40 xlanchen@2006.5.24Embedded Operating Systems40 第二部分结束 SkyEye 简介 SkyEye 的安装和使用