关键词 嵌入式Linux；Qt/Embedded；Qtopia；GPRS；无线网络
随着信息技术的发展和数字化产品的普及，嵌入式设备被广泛应用。主流的嵌入式操作系统有WinCE，Linux，VxWorks, pSOS, PalmOS等等。Linux的优势在于其完全开放的操作系统，可以给开发者一定的独立性和自由度，允许它们自己掌控自己的产品。另外，是否具有良好的人机图形界面，方便用户操作，是衡量嵌入式设备性能的重要标准。Qt/Embedded是著名的Qt库开发商Trolltech公司开发的基于嵌入式Linux系统的Qt版本,广泛应用的KDE等项目即使用Qt作为支持库，它以良好的代码结构、强大的可定制功能以及统一的API都给用户提供了极高的便利性，QT/Embedded已经逐渐成为GUI的事实标准。
2 嵌入式Linux系统的移植和开发
2.1 硬件开发环境
硬件系统采用的是Embest EduKit-III开发平台, 采用了SAMSUNG 公司的以ARM9 为内核的处理器S3C2410, 该处理器核心频率可达到200M，具有低功耗、低成本等卓越性能和显著优点，同时具有JTAG 调试等功能；针对掌上智能设备的功能比较复杂，消耗资源较多，选取了64M的SDRAM和128M的Nand Flash，针对此项目的开发，摒弃了一些不必要的模块，保留了USB接口模块,标准串行口模块,显示屏(触摸屏)模块,基于无线通讯功能的实现，选取了Siemens MC35为核心的GPRS无线模块，整个硬件环境如图1所示。
2.2 嵌入式Linux系统内核的配置与移植 首先，嵌入式系统在运行的初期即在操作系统内核运行之前，需要一段程序初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境，这就是Boot Loader程序[1]，这里我们选用了韩国Mizi公司的Vivi引导程序。
然后是Linux内核的移植，出于实际功能的需要，我们采用了普遍应用于嵌入式系统的2.4.18版的内核。这里有一个相当重要的概念——交叉编译[2]：由于宿主机与目标机的CPU一般不相同，宿主机也就是我们常用的PC机是以X86为核心的，而目标板则是ARM体系结构的，因此需要在宿主机机上建立一个用于目标机的交叉编译环境，也就是将各种二进制工具程序集成为工具链，其中包括如GNU的链接器（ld）、GNU的汇编器（as）、ar（产生修改和解开一个存档文件）、C编译器（gcc）以及C链接库（glibc）等等。这里宿主机采用Redhat9.0，工具链选择了cross-2.95.3交叉编译工具包。下列是工具和内核源文件列表及说明：
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◆ binutils-2.11.2 包含有ld、ar、as
等一些产生或者处理二进制文件的工具。
◆ gcc-core-2.95.3 包含GCC的主体部分。
◆ gcc-g++2.95.3 使GCC编译C++程序。
◆ glibc-2.2.4 libc是很多用户层应用都
要用到的库，即C链接库。
◆ glibc-linuxthreads-2.2.4 libc用于支持
Posix线程单独发布的压缩包。
◆ linux-2.4.18+rmk7 Linux的内核及其支持
ARM的补丁包。
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在交叉编译环境建立好以后，可以对内核进行配置并制作映像文件。这里需要注意的是，针对不同开发商提供的硬件要进行不同的配置，并打上相应的补丁程序。
2.3 Qtopia图形用户界面文件系统的移植
在建立好内核的基础上，要完成根文件系统(root filesystem)的创建。在Linux系统启动时，首先完成内核安装及环境初始化，最后会寻找一个文件系统作为根文件系统被加载，它是Linux系统的核心部分，包含系统使用的软件和库，以及所有用来为用户提供支持架构和用户使用的应用软件，并作为存储数据读写结果的区域。这里我们选择嵌入式系统常用的CRAMFS文件系统，它是Linux创始人Linus开发的一个适用于嵌入式系统经压缩以及只读的小型文件系统[3]。
在完成无图形界面的CRAMFS文件系统的建立后，这里重点阐述一下带Qtopia图形界面文件系统开发环境的建立和移植。
Qt/Embedded是Trolltech公司开发的面向嵌入式系统的Qt版本，与X11版本的Qt在最大程度上接口兼容，采用帧缓存（framebuffer）作为底层图形接口。Qt/Embedded类库完全采用C++封装，并且有着丰富的控件资源以及较好的可移植性，大范围的Qt/Embedded API可用于多种开发项目。Qt/Embedded的实现结构如表1所示。
表 1 Qt/Embedded的实现结构
Qtopia是基于QT/Embedded开发的一个嵌入式的窗口系统和应用程序集，如地址本、图像浏览、Media播放器等，还包括娱乐和配置工具，广泛用于PDA等掌上设备。Qtopia平台由Qtopia 库和Qtopia server/laucher组成。Qtopia server/laucher是控制窗口系统、进程间通信、发起所有应用和其他核心任务的主要服务程序[3]。
整个GUI系统的构建需要对Qt/Embedded、Qtopia依次分别编译，然后有机地整合在一起。Qt/Embedded为Qtopia提供了底层支持，GUI系统的图形库窗口组建都由Qt/Embedded实现。以下构建过程所需工具文件和源码包列表及说明：
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◆ Tmake1.11 生成和管理Makefile文件
◆ Qt/Embedded2.3.7 QT的库文件
◆ Qt2.3.2 for X11 为了生成相应的Qt
Designer和qvfb以便在宿主机上开发和调试应用程序
◆ Qtopia 1.7.0 图形用户界面开发包
◆ e2fsprogs-1.35 ext2 文件系统工具包
◆ tslib 触摸屏工具包
◆ pegsrc v6b jpeg 解码包
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将上述开发包依次解压，然后编译。这里需要注意的是根据运行环境的不同，需要建立两个程序开发环境：一种是针对X86在pc机上运行使用虚拟缓冲帧qvfb(Qt/Embedded Virtual Framebuffer )的开发环境，这样我们就可以先在RedHat9环境下虚拟嵌入式程序的运行，从而节约开发时间。另外一种是针对能够在ARM开发板上运行的程序的开发环境。不同的开发对象要使用不同的编译器，这里就引出了环境变量的设置问题，例如针对ARM板开发时需要定义：
TMAKEPATH=$TMAKEDIR/lib/qws/linux-arm-g++
而对能够运行在X86体系结构上的程序则为：
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基于正交有限脊波变换的图像压缩