68 VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)下BSP
%A VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)下BSP
%A 丁大尉 煙臺(tái)大學(xué) 王金剛 宮霄霖 姜 平 天津大學(xué)
%A 摘要文中介紹實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)V Works中BSP的概念，以及開發(fā)BSP必須要了解的交叉調(diào)試環(huán)境、系統(tǒng)的啟動(dòng)過
%A 程、V works Image的分類以及BSP文件的組成等內(nèi)容。
%A 關(guān)鍵詞 VxWorks lISP
%A The Concept of BSP in VxWorks
%A DiI1g Dawei Wang Jingang Gong Xiaolin Jiang Ping
%A Abstract In this paper，the concept of BSP in VxWorks，a real―time operating system are presented． It also described
%A the cross debug environment，the boot process of the system，the sorts of VxWorks Image and the composition of BSP files．
%A Keywords VxWorks BSP
%A 1 BSP
%A Vxworks操作系統(tǒng)是一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系
%A 統(tǒng)(RTOS)，它采用微內(nèi)核的結(jié)構(gòu)，可以運(yùn)行于
%A 目前幾乎所有的CPU 上，包括intel x86、Power
%A PC、ARM、MIPS等， 但前提是必須有相應(yīng)的
%A BSP (板極支持包)支持。BSP包含了與硬件相關(guān)
%A 的功能函數(shù)，提供Vxworks與硬件之間的接口，
%A 但是BSP不等同于硬件驅(qū)動(dòng)。
%A BSP主要完成硬件初始化，包括系統(tǒng)上電時(shí)
%A 在特定位置提供人口代碼，初始化存儲(chǔ)器，關(guān)中
%A 斷，把VxWorks加載到RAM 區(qū)等； 支持Vx―
%A Works與硬件驅(qū)動(dòng)的通信。有些硬件驅(qū)動(dòng)是需要
%A 。BSP支持的，例如硬件驅(qū)動(dòng)定義它的中斷服務(wù)例
%A 程(ISR)，由BSP來將此ISR連接到中斷向量表；
%A 將獨(dú)立與硬件的軟件和與硬件相關(guān)的軟件在Vx―
%A Works系統(tǒng)中很好地結(jié)合起來。
%A 2 BSP開發(fā)
%A 做BSP開發(fā)，應(yīng)首先建立Tornado開發(fā)環(huán)境，
%A 根據(jù)具體情況配置VxWorks組件；接著選擇合適
%A 的BSP模板，對(duì)相應(yīng)的文件進(jìn)行修改；最后添加
%A 自己的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，進(jìn)行仿真和調(diào)試。
%A Tornado 2．2交叉調(diào)試環(huán)境嵌入式操作系統(tǒng)
%A 在調(diào)試環(huán)境上與桌面操作系統(tǒng)存在明顯的區(qū)別，它
%A 又稱為交叉調(diào)試。因?yàn)門ornado開發(fā)環(huán)境是基于
%A 架構(gòu)的，所以選擇的時(shí)候要根據(jù)自己的處理器內(nèi)核
%A 選擇合適的版本。因?yàn)槲覀兪褂玫奶幚砥?
%A S3CA510B采用的是ARM 核， 所以我們選用Tor―
%A nado2．2 for ARM ，這就保證了使用的開發(fā)環(huán)境里
%A 包括了需要的開發(fā)工具以及同類的BSP參考模板。
%A ? ／target／eonfig／all／eonfigAl1．h中包含所有
%A 的VxWorks組件選項(xiàng)， 可以在32程中對(duì)這些組件
%A 進(jìn)行添加或者刪除。
%A 選擇BSP模板并對(duì)相應(yīng)文件進(jìn)行修改 Vx-
%A Works的板級(jí)支持包BSP提供了Vxworks同硬件
%A 環(huán)境的基本接口界面，支持對(duì)硬件驅(qū)動(dòng)的訪問，將
%A Vxworks中硬件相關(guān)和硬件無關(guān)的軟件集成到一
%A 體，其功能相當(dāng)于PC機(jī)的BIOS。它包括源文件、
%A 頭文件、make文件、導(dǎo)出文件和二進(jìn)制的驅(qū)動(dòng)模
%A 塊。
%A BSP主要由C源文件和匯編文件組成，BSP
%A 的開發(fā)可以從WindRiver公司提供的BSP模板開
%A 始，在此基礎(chǔ)上作相應(yīng)的修改。主要需要做以下幾
%A 個(gè)方面的修改：
%A ① eonfig．h
%A VxWorks的缺省配置由eonfigAl1．h確定， 用
%A 戶需要按照自己的需要來改寫eonfig．h，如設(shè)置存
%A 儲(chǔ)區(qū)的大小、增加新的程序模塊、刪除不需要的模
%A 塊等。
%A ② makefile
%A 它控制生成VxWorks的映像文件的類型，另
%A 外它還包含存儲(chǔ)區(qū)大小的信息。所有新增加的程序
%A 模塊必須在makefile中使用MACH ―EXTRA 命
%A 令將其目標(biāo)模塊加入到最終的VxWorks映像文件
%A 中。
%A ③ 編制專用接口驅(qū)動(dòng)程序
%A VxWorks的缺省配置提供了通用接口的驅(qū)動(dòng)
%A 程序，但是并不一定適合用戶具體的硬件環(huán)境，所
%A 以用戶需要使用ar-d命令將這些模塊從庫(kù)文件中
%A 刪除，然后將其源程序復(fù)制到用戶的BSP 目錄中
%A 進(jìn)行修改，并在makefile中使用MACH―EXTRA
%A 命令將其目標(biāo)模塊加入到最終的Vxworks映像文
%A 件中。
%A 維普資訊http://www.cqvip.com
%A 皇 量技術(shù)?2005年第一期 69
%A VxWorks Image的分類 VxWorks Image可
%A 以分為三類：ROM-based Image(壓縮或非壓縮)；
%A ROM -Resident Image； Loadable Image
%A 。
%A VxWorks Image由Text段、Data段和BSS
%A 段組成，Text段是可執(zhí)行代碼段，Data是已初始
%A 化的全局變量和靜態(tài)變量，BSS段是未初始化全局
%A 變量和靜態(tài)變量。
%A 對(duì)于不同的Vxworks Image，啟動(dòng)步驟也不
%A 一樣。但對(duì)于三種Image，第一步是相同的，都是
%A 處理器跳到某一特定地址， 開始執(zhí)行啟動(dòng)代碼
%A (BootStrap)。它們都完成相同的功能：關(guān)閉中斷，
%A 初始化目標(biāo)存儲(chǔ)器，裝載要運(yùn)行的VxWorks Im―
%A age段到RAM 中。
%A RoM―Resident Image與ROM-based Image兩
%A 種Image都是用于產(chǎn)品階段， 即直接燒錄到ROM
%A 中。在開發(fā)調(diào)試階段， 這兩種Image由于需要頻
%A 繁的燒寫RoM 所以非常不方便。
%A Loadable
%A Image 是位
%A 于主機(jī)上的
%A 二進(jìn)制文件，
%A 由燒錄在目
%A 標(biāo)板RoM
%A 中的boot―
%A RoM Image
%A LoCAL MEM
%A LoCAL ADRS
%A RAM LOW
%A ADRS
%A FREE RAM
%A ADRS
%A RAM HIGH
%A ADRS
%A 將其從主機(jī)
%A 下載到目標(biāo) 圖1 Loadable Image的下載過程
%A 板的RAM
%A 中。實(shí)際上，boot―RoM Image是一個(gè)高度裁減的
%A 最小Vxworks系統(tǒng)，它的唯一作用就是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)
%A 機(jī)與主機(jī)通信，將位于主機(jī)硬盤上的loadable Im―
%A age下載到目標(biāo)板RAM 中， 執(zhí)行情況如圖1。首
%A 先執(zhí)行BootStrap，Bo otStrap完成最基本的硬件初
%A 始化工作， 并將boot―RoM Image拷貝到RAM ―
%A H IGH
%A ― ADRS處開始執(zhí)行，把主機(jī)上指定位置的
%A Loadable Image下載到RAM ―LOW ―ADRS處，
%A 然后由此Image來接管目標(biāo)板，Bo ot Program 已
%A 完成使命，它所占用的RAM 區(qū)由系統(tǒng)回收，作為
%A 系統(tǒng)內(nèi)存池的一部分。另外，boot―RoM Image也
%A 可以是壓縮的， 在拷貝到RAM ―HIGH ―ADRS
%A 時(shí)進(jìn)行解壓；也可以駐留在ROM 中執(zhí)行，而只將
%A 它的Data段和BSS段拷貝到RAM ―HIGH ―
%A ADRS處。
%A 系統(tǒng)啟動(dòng)順序 對(duì)于ROM-based Image和
%A ROM-Resident Image，其啟動(dòng)順序如下：
%A rom Init () 一rom Start () 一sysInit ()
%A usrInit () ．_+Kernellnit (usrRoot， ? ? )
%A 各函數(shù)的作用如下：
%A romInit()：關(guān)閉中斷， 做盡量少的硬件初始
%A 化，使C程序得以運(yùn)行。
%A romStart()： 將Vxworks Image拷貝到
%A RAM 中，如果需要?jiǎng)t進(jìn)行解壓縮；如果是ROMResident
%A Image， 則只拷貝Data段和BSS段。
%A sysInit()：初始化系統(tǒng)中斷， 即把所有寄存
%A 器置為已知狀態(tài)， 并清除所有中斷。
%A usrInit()：在文件usrConfig．c中，完成系統(tǒng)
%A 內(nèi)核運(yùn)行前需要完成的所有初始化，包括初始化
%A cache、BsS段清零、初始化中斷向量等。
%A Kernellnit()：初始化并啟動(dòng)多任務(wù)內(nèi)核，開
%A 中斷，創(chuàng)建一個(gè)根任務(wù)usrRoot。
%A usrRoot()： 初始化I／O 系統(tǒng)，初始化系統(tǒng)時(shí)
%A 鐘，創(chuàng)建設(shè)備，安裝驅(qū)動(dòng)，初始化網(wǎng)絡(luò)，調(diào)用用戶
%A 應(yīng)用程序。
%A 驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā) 與BSP開發(fā)工具包一起發(fā)
%A 布的軟件中包含了各種類型驅(qū)動(dòng)程序的模板，這些
%A 模板提供了所有驅(qū)動(dòng)程序共用的邏輯結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)驅(qū)
%A 動(dòng)程序時(shí)一般應(yīng)該按照從上到下的順序。在完成對(duì)
%A 驅(qū)動(dòng)程序的計(jì)劃，以及初步形成了由函數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)
%A 構(gòu)構(gòu)成的骨架之后， 就可以開始準(zhǔn)備執(zhí)行和測(cè)試
%A 了。這部分工作比較復(fù)雜，主要包括編寫代碼，測(cè)
%A 試、調(diào)試、重新編譯和性能測(cè)試等幾個(gè)步驟，請(qǐng)讀
%A 者參見參考資料l_1]。
%A 參考資料
%A 1 W ind River Systems， Inc． VxWorks BSP Developer s
%A Guide，5．5，Edition 1，DOC-14695一ND-00，U & A
%A 2002．
%A 2 Wind River Systems， Inc． VxWorks Programmer’s
%A Guide，5．5，Ed ition 1，1：)O(2-14617一ZD00，U． & A
%A 2002．
%A 3 陳翌，田 捷，王金剛．嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)．北
%A 京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003
%A 。爭(zhēng)‘奪 爭(zhēng) 奪 奪 奪‘奪 奪 奪‘奪 奪‘奪’奪 奪 奪 奪 奪 奪’奪 奪
%A ．
%A 矗 侖
%A 妾 降低數(shù)據(jù)采集的成本 蕁
%A 立 毒
%A 羔 通過推出M系列DAQ產(chǎn)品，NI公司不每
%A 寸斷在擴(kuò)展數(shù)據(jù)采集功能的同時(shí)降低設(shè)備的成jc
%A 乏本。實(shí)際上，盡管M系列產(chǎn)品增強(qiáng)了I／O的奪
%A 功能，不過同時(shí)每個(gè)I／0通道的成本也降低jc
%A 喜了30 9／6。M系列產(chǎn)品采用了以前DAQ產(chǎn)品÷
%A 寧所不具備的NI-STC 2，NI―MCal和NI―PGIA X
%A 毒技術(shù)，它還能和NI LabVIEW 和NI―DAQmx々
%A 寧測(cè)量服務(wù)軟件無縫地集成，從而具有更好的性
%A 毒能、更高的價(jià)值并提供更多的I／0。
%A ． 奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．爭(zhēng)．爭(zhēng)．奪．奪．奪．奪．爭(zhēng)．{-．{-．???啼一．奪t}
%A 維普資訊http://www.cqvip.com