摘要：Yocto Project是一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，可以在任意硬件上(如x86、x86-64、ARM、PPC、MIPS)為任意嵌入式設(shè)備構(gòu)建自定義嵌入式Linux應(yīng)用所需的模板、工具和資源，極大地簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)過(guò)程。本設(shè)計(jì)主要基于Yocto Project在嵌入式設(shè)備上輕松定制嵌入式Linux應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)Yocto Project的定制過(guò)程。
關(guān)鍵詞：Linux；Yocto Project；定制系統(tǒng)

引言
Linux作為嵌入式系統(tǒng)的主要工具，具有源代碼開(kāi)放、完全可定制、支持許多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、服務(wù)器級(jí)別高、可靠性高等很多優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)有的嵌入式Linux市場(chǎng)開(kāi)始分化，現(xiàn)有的選擇包括半導(dǎo)體廠商提供的實(shí)例方案、嵌入式OSV提供商應(yīng)用的嵌入式Linux產(chǎn)品、嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)商的自有方案和開(kāi)源項(xiàng)目等。由于缺乏一致性，造成了嵌入式開(kāi)發(fā)高昂的維護(hù)成本，不僅嵌入式開(kāi)發(fā)缺乏足夠的專(zhuān)業(yè)人員，而且開(kāi)發(fā)過(guò)程存在安全漏洞問(wèn)題。在Yocto Project項(xiàng)目中，可以使用許多高效的工具，從而輕松定制嵌入式Linux產(chǎn)品。

1 YoCto Proiect的原理和架構(gòu)
Yocto Project是一個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，由Linux Foundation主導(dǎo)并被嵌入式業(yè)界領(lǐng)導(dǎo)者所支持。Yocto Project與OpenEmbedded兼容，后者包括了許多開(kāi)源項(xiàng)目的構(gòu)建方法，可以作為Yocto Project的有效補(bǔ)充。Yocto Project提供基于社區(qū)測(cè)試的支持多種架構(gòu)的鏡像。Yocto Project的優(yōu)點(diǎn)如下：具有高質(zhì)量的構(gòu)建系統(tǒng)，平等地支持所有主流的嵌入式架構(gòu)(ARM、Power PC、MIPS、x86(32＆64位))，緊密跟蹤許多上游開(kāi)源項(xiàng)目的最新發(fā)布版本，具有統(tǒng)一的Linux BSP格式和應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)套件，還可輕松地實(shí)現(xiàn)從原型切換到商用嵌入式Linux產(chǎn)品。
Yocto Project架構(gòu)中用戶自定義層由用戶根據(jù)需求定制，包括定制層、BSP(Board Support Package)層、特性層和核心元數(shù)據(jù)(CoreRe cipe)層。上層開(kāi)源組建最常用的命令為BusyBox和Eglibc等。架構(gòu)中應(yīng)用的開(kāi)發(fā)套件，由Poky構(gòu)建系統(tǒng)生成交叉工具鏈，使用ADT installer來(lái)定制交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以支持在目標(biāo)系統(tǒng)和sysroot上的包管理架構(gòu)，包括Eclipse／Anjuta集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的插件、調(diào)用安裝好的交叉工具鏈，以及模板和調(diào)試工具。元數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好了由元工具(bitbake)解析、執(zhí)行。元工具抽象構(gòu)建一個(gè)軟件過(guò)程中的fetch、unpack、patch、configu re、cornpile、packagc等任務(wù)；同時(shí)，元工具還負(fù)責(zé)按不同軟件之間的依賴關(guān)系有序地執(zhí)行編譯。編譯成功后，用戶自定義的Yocto鏡像就可以在嵌入式設(shè)備上使用。Yoto Project架構(gòu)圖如圖1所示。

2 構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)
構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)嵌入式Linux項(xiàng)目的核心，構(gòu)建系統(tǒng)需要定義一組語(yǔ)義讓開(kāi)發(fā)者可以描述一個(gè)特定的構(gòu)建任務(wù)，嵌入式系統(tǒng)負(fù)責(zé)交叉編譯一個(gè)項(xiàng)目的整個(gè)過(guò)程，包括下載源代碼、打上特定的補(bǔ)丁、配置、編譯、安裝，并將安裝結(jié)果按指定格式打包。構(gòu)建的嵌入式系統(tǒng)還要并發(fā)調(diào)度多個(gè)構(gòu)建任務(wù)。好的構(gòu)建系統(tǒng)決定了一個(gè)嵌入式Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境的效率和友好度。Yocto內(nèi)核使用GIT進(jìn)行源代碼管理，內(nèi)核功能被組織成小的集合，方便深入定制化并支持多種內(nèi)核開(kāi)發(fā)流程和管理技術(shù)。所使用的應(yīng)用開(kāi)發(fā)套件是由Poky構(gòu)建系統(tǒng)生成的交叉工具鏈，使用ADT installer來(lái)定制交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境，支持在目標(biāo)系統(tǒng)和sysroot上的包管理架構(gòu)，包括RPM、DEB、IPK，支持Eclipse／Anjuta集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的插件，而且還可以使用Qemu作為模擬器，模擬器支持基于OpenGL的應(yīng)用開(kāi)發(fā)(QemuGL加速)。
(1)元數(shù)據(jù)Recipe
一份Recipe包括了一組元數(shù)據(jù)，而這些元數(shù)據(jù)則定義了與一個(gè)項(xiàng)目相關(guān)的構(gòu)建信息：源代碼的地址，項(xiàng)目相關(guān)的特定配置參數(shù)，如何編譯、安裝和打包數(shù)據(jù)。豐富的類(lèi)文件有助于最大程度地重用元數(shù)據(jù)，由Profile決定選擇哪些Recipe。Yocto Project包括了一些事例Profi le，一份完整工作的Recipe可能只需要3行元數(shù)據(jù)。
(2)元數(shù)據(jù)層
元數(shù)據(jù)可以相互層疊，以很低的維護(hù)成本來(lái)進(jìn)行深層次的定制化，同時(shí)還可以增加新的項(xiàng)目，調(diào)整架構(gòu)相關(guān)的編譯標(biāo)志，覆蓋某個(gè)項(xiàng)目特定的配置選項(xiàng)。
開(kāi)發(fā)者提供元數(shù)據(jù)(食譜或菜譜)，食譜是由一種標(biāo)記性的語(yǔ)言所寫(xiě)，由元工具(bitbake)解析、執(zhí)行。每份食譜都是描述某個(gè)軟件的“清單”，例如：源代碼從哪里下載，需要哪些補(bǔ)丁文件，可能需要哪些特殊編譯鏈接選項(xiàng)，打包時(shí)需要的特殊配置，依賴哪些其他軟件等相關(guān)信息。元工具則抽象了構(gòu)建一個(gè)軟件過(guò)程中的fetch、unpack、patch、configure、compile、package等任務(wù)；同時(shí)，元工具還負(fù)責(zé)按不同軟件之間的依賴關(guān)系有序地執(zhí)行編譯。

3 智能車(chē)載系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
隨著汽車(chē)電子的發(fā)展，智能車(chē)載系統(tǒng)越來(lái)越受到關(guān)注，智能車(chē)載系統(tǒng)通過(guò)信息的傳遞為車(chē)輛提供出行指引、安防、救援、遠(yuǎn)程故障診斷等服務(wù)。遠(yuǎn)程信息服務(wù)(Telematics)即通信網(wǎng)絡(luò)為安裝在車(chē)上的資訊系統(tǒng)平臺(tái)提供的多樣化的信息服務(wù)。TelematicS系統(tǒng)可分為車(chē)前座系統(tǒng)、車(chē)后座系統(tǒng)，以及車(chē)況診斷系統(tǒng)。
其中，車(chē)前座系統(tǒng)提供的服務(wù)包括通信、導(dǎo)航、行車(chē)安全監(jiān)視、聯(lián)網(wǎng)資訊、路況、天氣等；車(chē)后座系統(tǒng)的服務(wù)包括在線下載影音資訊、在線網(wǎng)絡(luò)游戲等；車(chē)況診斷系統(tǒng)的服務(wù)包括保養(yǎng)通知、車(chē)況預(yù)警等。目前，在車(chē)載智能系統(tǒng)中有日產(chǎn)的Carwings、通用公司的Onstar、豐田公司的G-BOOK、一汽奔騰公司的D-Partner以及榮威公司的inKanet等。其中，OnStar是以安防為主的Telematics服務(wù)，G—Book是以資訊及娛樂(lè)為主的Telematics服務(wù)。