68 VxWorks實時操作系統下BSP
%A VxWorks實時操作系統下BSP
%A 丁大尉 煙臺大學 王金剛 宮霄霖 姜 平 天津大學
%A 摘要文中介紹實時操作系統V Works中BSP的概念，以及開發BSP必須要了解的交叉調試環境、系統的啟動過
%A 程、V works Image的分類以及BSP文件的組成等內容。
%A 關鍵詞 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操作系統是一種嵌入式實時操作系
%A 統(RTOS)，它采用微內核的結構，可以運行于
%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的
%A BSP (板極支持包)支持。BSP包含了與硬件相關
%A 的功能函數，提供Vxworks與硬件之間的接口，
%A 但是BSP不等同于硬件驅動。
%A BSP主要完成硬件初始化，包括系統上電時
%A 在特定位置提供人口代碼，初始化存儲器，關中
%A 斷，把VxWorks加載到RAM 區等； 支持Vx―
%A Works與硬件驅動的通信。有些硬件驅動是需要
%A 。BSP支持的，例如硬件驅動定義它的中斷服務例
%A 程(ISR)，由BSP來將此ISR連接到中斷向量表；
%A 將獨立與硬件的軟件和與硬件相關的軟件在Vx―
%A Works系統中很好地結合起來。
%A 2 BSP開發
%A 做BSP開發，應首先建立Tornado開發環境，
%A 根據具體情況配置VxWorks組件；接著選擇合適
%A 的BSP模板，對相應的文件進行修改；最后添加
%A 自己的設備驅動程序，進行仿真和調試。
%A Tornado 2．2交叉調試環境嵌入式操作系統
%A 在調試環境上與桌面操作系統存在明顯的區別，它
%A 又稱為交叉調試。因為Tornado開發環境是基于
%A 架構的，所以選擇的時候要根據自己的處理器內核
%A 選擇合適的版本。因為我們使用的處理器
%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環境里
%A 包括了需要的開發工具以及同類的BSP參考模板。
%A ? ／target／eonfig／all／eonfigAl1．h中包含所有
%A 的VxWorks組件選項， 可以在32程中對這些組件
%A 進行添加或者刪除。
%A 選擇BSP模板并對相應文件進行修改 Vx-
%A Works的板級支持包BSP提供了Vxworks同硬件
%A 環境的基本接口界面，支持對硬件驅動的訪問，將
%A Vxworks中硬件相關和硬件無關的軟件集成到一
%A 體，其功能相當于PC機的BIOS。它包括源文件、
%A 頭文件、make文件、導出文件和二進制的驅動模
%A 塊。
%A BSP主要由C源文件和匯編文件組成，BSP
%A 的開發可以從WindRiver公司提供的BSP模板開
%A 始，在此基礎上作相應的修改。主要需要做以下幾
%A 個方面的修改：
%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，如設置存
%A 儲區的大小、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 外它還包含存儲區大小的信息。所有新增加的程序
%A 模塊必須在makefile中使用MACH ―EXTRA 命
%A 令將其目標模塊加入到最終的VxWorks映像文件
%A 中。
%A ③ 編制專用接口驅動程序
%A VxWorks的缺省配置提供了通用接口的驅動
%A 程序，但是并不一定適合用戶具體的硬件環境，所
%A 以用戶需要使用ar-d命令將這些模塊從庫文件中
%A 刪除，然后將其源程序復制到用戶的BSP 目錄中
%A 進行修改，并在makefile中使用MACH―EXTRA
%A 命令將其目標模塊加入到最終的Vxworks映像文
%A 件中。
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%A 皇 量技術?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段是可執行代碼段，Data是已初始
%A 化的全局變量和靜態變量，BSS段是未初始化全局
%A 變量和靜態變量。
%A 對于不同的Vxworks Image，啟動步驟也不
%A 一樣。但對于三種Image，第一步是相同的，都是
%A 處理器跳到某一特定地址， 開始執行啟動代碼
%A (BootStrap)。它們都完成相同的功能：關閉中斷，
%A 初始化目標存儲器，裝載要運行的VxWorks Im―
%A age段到RAM 中。
%A RoM―Resident Image與ROM-based Image兩
%A 種Image都是用于產品階段， 即直接燒錄到ROM
%A 中。在開發調試階段， 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 于主機上的
%A 二進制文件，
%A 由燒錄在目
%A 標板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
%A 下載到目標 圖1 Loadable Image的下載過程
%A 板的RAM
%A 中。實際上，boot―RoM Image是一個高度裁減的
%A 最小Vxworks系統，它的唯一作用就是實現目標
%A 機與主機通信，將位于主機硬盤上的loadable Im―
%A age下載到目標板RAM 中， 執行情況如圖1。首
%A 先執行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處開始執行，把主機上指定位置的
%A Loadable Image下載到RAM ―LOW ―ADRS處，
%A 然后由此Image來接管目標板，Bo ot Program 已
%A 完成使命，它所占用的RAM 區由系統回收，作為
%A 系統內存池的一部分。另外，boot―RoM Image也
%A 可以是壓縮的， 在拷貝到RAM ―HIGH ―ADRS
%A 時進行解壓；也可以駐留在ROM 中執行，而只將
%A 它的Data段和BSS段拷貝到RAM ―HIGH ―
%A ADRS處。
%A 系統啟動順序 對于ROM-based Image和
%A ROM-Resident Image，其啟動順序如下：
%A rom Init () 一rom Start () 一sysInit ()
%A usrInit () ．_+Kernellnit (usrRoot， ? ? )
%A 各函數的作用如下：
%A romInit()：關閉中斷， 做盡量少的硬件初始
%A 化，使C程序得以運行。
%A romStart()： 將Vxworks Image拷貝到
%A RAM 中，如果需要則進行解壓縮；如果是ROMResident
%A Image， 則只拷貝Data段和BSS段。
%A sysInit()：初始化系統中斷， 即把所有寄存
%A 器置為已知狀態， 并清除所有中斷。
%A usrInit()：在文件usrConfig．c中，完成系統
%A 內核運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()：初始化并啟動多任務內核，開
%A 中斷，創建一個根任務usrRoot。
%A usrRoot()： 初始化I／O 系統，初始化系統時
%A 鐘，創建設備，安裝驅動，初始化網絡，調用用戶
%A 應用程序。
%A 驅動程序的開發 與BSP開發工具包一起發
%A 布的軟件中包含了各種類型驅動程序的模板，這些
%A 模板提供了所有驅動程序共用的邏輯結構，設計驅
%A 動程序時一般應該按照從上到下的順序。在完成對
%A 驅動程序的計劃，以及初步形成了由函數和數據結
%A 構構成的骨架之后， 就可以開始準備執行和測試
%A 了。這部分工作比較復雜，主要包括編寫代碼，測
%A 試、調試、重新編譯和性能測試等幾個步驟，請讀
%A 者參見參考資料l_1]。
%A 參考資料
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%A Guide，5．5，Edition 1，DOC-14695一ND-00，U & A
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%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．嵌入式軟件開發技術．北
%A 京：國防工業出版社，2003
%A 。爭‘奪 爭 奪 奪 奪‘奪 奪 奪‘奪 奪‘奪’奪 奪 奪 奪 奪 奪’奪 奪
%A ．
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%A 妾 降低數據采集的成本 蕁
%A 立 毒
%A 羔 通過推出M系列DAQ產品，NI公司不每
%A 寸斷在擴展數據采集功能的同時降低設備的成jc
%A 乏本。實際上，盡管M系列產品增強了I／O的奪
%A 功能，不過同時每個I／0通道的成本也降低jc
%A 喜了30 9／6。M系列產品采用了以前DAQ產品÷
%A 寧所不具備的NI-STC 2，NI―MCal和NI―PGIA X
%A 毒技術，它還能和NI LabVIEW 和NI―DAQmx々
%A 寧測量服務軟件無縫地集成，從而具有更好的性
%A 毒能、更高的價值并提供更多的I／0。
%A ． 奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．奪．爭．爭．奪．奪．奪．奪．爭．{-．{-．???啼一．奪t}
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