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1、板支持包板支持包BSPBSP开发开发 融合网络设备有限责任公司融合网络设备有限责任公司 提提纲纲v1、VxWorks概述v2、TORNADO概述v3、单板BSP开发v4.Tornado开发环境的安装1vxWorks概述v1.1vxWorks简介v1.2高性能的实时操作系统核心windv1.3I/O系统v1.4文件系统v1.5板级支持包BSPv1.6网络设备及协议栈v1.7网络协议组件产品v1.8虚拟内存v1.9目标机代理v1.10实用库v1.11基于目标机的工具v1.12vxWorks内核特点提纲1.1vxWorks简介VxWorks是美国WindRiverSystem公司（以下简称风河公司，
2、即WRS公司）推出的一个实时操作系统。WRS公司组建于1981年，是一个专门从事实时操作系统开发与生产的软件公司，该公司在实时操作系统领域被世界公认为是最具有领导作用的公司。VxWorks是一个运行在目标机上的高性能、可裁减的嵌入式实时操作系统。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、1vxWorks概述1.1VxWorks简介飞机导航等。在美国的F-16、FA-18战斗机、B-2隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至连1997年4月在火星表面登陆的火星探测器上也使用到了VxWorks。VxWorks组成
3、部分 VxWorks 操作系统包括了进程管理、存储管理、设备管理、文件系统管理、网络协议及系统应用等几个部分。VxWorks只占用了很小的存储空间，并可高度裁减，保证了系统能以较高的效率运行。VxWorks由以下几个主要部分组成：1vxWorks概述1.2高性能的实时操作系统核心windVxWorks的核心，被称作wind，包括多任务调度（采用优先级抢占方式），任务间的同步和进程间通信机制以及中断处理，看门狗和内存管理机制。一个多任务环境允许实时应用程序以一套独立任务的方式构筑，每个任务拥有独立的执行线程和它自己的一套系统资源。进程间通信机制使得这些任务的行为同步、协调。1vxWorks概述1
4、.2高性能的实时操作系统核心windwind使用中断驱动和优先级的方式。它缩短了上下文转换的时间开销和中断的时延。在VxWorks中，任何例程都可以被启动为一个单独的任务，拥有它自己的上下文和堆栈。还有一些其它的任务机制可以使任务挂起、继续、删除、延时或改变优先级。wind 核提供信号量作为任务间同步和互斥的机制。在 wind 核中有几种类型的信号量，它们分别针对不同的应用需求：二进制信号量、计数信号量、互斥信号量和POSIX 信号量。所有的这些信号量是快速和高效的，它们除了被应用在开发设计过程中外，还被广泛地应用在 VxWorks 高层应用系统中。对于进程间通信，1vxWorks概述1.2高
5、性能的实时操作系统核心wind wind核也提供了诸如消息队列、管道、套接字和信号等机制。1vxWorks概述VxWorks提供了一个快速灵活的与ANSIC兼容的I/O系统，包括UNIX标准的缓冲I/O和POSIX标准的异步I/O。VxWorks包括以下驱动程序：网络驱动、管道驱动、RAM盘驱动、SCSI驱动、键盘驱动、显示驱动、磁盘驱动、并口驱动等。1.3I/O系统1vxWorks概述1.4文件系统VxWorks提供的快速文件系统适合于实时系统应用。它包括几种支持使用块设备（如磁盘）的本地文件系统。这些设备都使用一个标准的接口从而使得文件系统能够被灵活地在设备驱动程序上移植。另外，VxWor
6、ks也支持SCSI磁带设备的本地文件系统。VxWorksI/O体系结构甚至还支持在一个单独的VxWorks系统上同时并存几个不同的文件系统。VxWorks 支持四种文件系统：dosFs，rt11Fs，rawFs和tapeFs。1vxWorks概述1.4文件系统另一方面，普通数据文件，外部设备都统一作为文件处理。它们在用户面前有相同的语法定义，使用相同的保护机制。这样既简化了系统设计又便于用户使用。1vxWorks概述1.5板级支持包BSP板级支持包BSP（BoardSupportPackage）板级支持包对各种板子的硬件功能提供了统一的软件接口，它包括硬件初始化、中断的产生和处理、硬件时钟和计
7、时器管理、局域和总线内存地址映射、内存分配等等。每个板级支持包括一个ROM启动（BootROM）或其它启动机制。1vxWorks概述1.6网络设备及协议栈VxWorks的网络结构如图2所示，它提供了对其它网络和TCP/IP网络系统的“透明”访问，包括与BSD套 接 字 兼 容 的 编 程 接 口，远 程 过 程 调 用（RPC），SNMP（可选项），远程文件访问（包括客户端和服务端的NFS机制以及使用RSH，FTP或TFTP的非NFS机制）以及BOOTP和ARP代理。无论是松耦合的串行线路、标准的以太网连接还是紧耦合的利用共享内存的背板总线，所有的VxWorks网络机制都遵循标准的Intern
8、et协议。1vxWorks概述1.6网络设备及协议栈1vxWorks概述1.7网络协议组件产品VxWorks内的WindNet是先进的、系列的网络产品，这些产品扩展了VxWorks的网络特性并增强了嵌入式处理器的网络特性。WindNetSNMPWindNetSTREAMSWindNet 第三方产品，包括 OSI、SS7、ATM、FrameRelay、CORBA、ISDN、X.25、CMIP/GDMO、分布式网络管理等。1vxWorks概述1.8虚拟内存虚拟内存（即VxVMI选项）与共享内存（即VxMP选项）VxVMI为带有MMU的目标板提供了虚拟内存机制。VxMP提供了共享信号量，消息队列和在
9、不同处理器之间的共享内存区域。1vxWorks概述1.9目标机代理目标机代理（TargetAgent）目标机代理遵循WBD（WindDebug）协议，允许目标机与主机上的Tornado开发工具相连。在目标代理的缺省设置中，如图3所示，目标代理是以VxWorks的一个任务tWdbTask的形式运行的。Tornado目标服务器（TargetServer）向目标代理发送调试请求。调试请求通常决定目标代理对系统中其它任务的控制和处理。缺省状态下，目标服务器与目标代理通过网络进行通信，但是用户也可以改变通信方式。1vxWorks概述1.9目标机代理1vxWorks概述1.10实用库VxWorks提供了一
10、个实用例程的扩展集，包括中断处理、看门狗计时器、消息登录、内存分配、字符扫描、线缓冲和环缓冲管理、链表管理和ANSIC标准。1vxWorks概述1.11基于目标机的工具在Tornado开发系统中，开发工具是驻留在主机上的。但是也可以根据需要将基于目标机的Shell和装载卸载模块加入VxWorks。1vxWorks概述1.12vxWorks内核特点VxWorks是可以根据用户需求进行组合的实时操作系统。VxWorks的开放式结构和对工业标准的支持使开发着只需做最少的工作即可设计有效的适合于不同用户要求的实时操作系统。VxWorks主要有以下特点：微内核结构(最小结构8KB)微秒中断处理高效的任务
11、管理多任务，具有256优先级优先抢占和轮转调度快速，确定的上下文转换1vxWorks概述1.12vxWorks内核特点多处理器支持灵活的任务间通信具有优先级继承的二进制、计数器、互斥的信号量消息队列套接字共享内存信号异常处理符合POSIX1003.1b实时扩展标准满足TCP/IP网络标准1vxWorks概述1.12vxWorks内核特点灵活的从ROM、磁盘或网络的引导能力快速、灵活的I/O系统支持MS-DOS和RT-11文件系统完全符合ANSIC标准多于1100种功能例程1vxWorks概述2、TORNADO概述v2.1TORNADO系统架构v2.2TORNADO开发工具的特点v2.3Torn
12、ado集成环境的各组件v2.4Tornado文件目录结构提纲2.1TORNADO系统架构VxWorks操作系统的集成环境叫Tornado。Tornado集成环境提供了高效明晰的图形化的实时应用开发平台，它包括一套完整的面向嵌入式系统的开发和调测工具。Tornado环境采用主机目标机交叉开发模型，应用程序在主机的Windows环境下编译链接生成可执行文件，下载到目标机，通过主机上的目标服务器（TargetServer）与目标机上的目标代理（TargetAgent）的通信完成对应用程序的调试、分析。2、TORNADO概述2.1TORNADO系统架构2、TORNADO概述2.2TORNADO开发工具
13、的特点(1)所有工具可用于所有目标机基于宿主机的所有开发工具对开发者来说有一致的图形界面。此外，所有工具都是通过一个目标机服务器（TargetServer）与目标机相连，目标机服务器处理宿主机与目标机之间的所有通信。因此所有工具无论宿主机与目标机是以什么方式连接的（以太网，串行线路，在线仿真或ROM仿真或用户提供的专用线路等）都可应用。2、TORNADO概述2.2TORNADO开发工具的特点(2)具有两种调试模式开发工具对目标机应用程序的调试方法有两种模式。一种是系统模式。对整个应用系统进行调试，可在系统中设置断点等。调试中应用系统必须停下来；另一种是任务模式（即动态调试）。调试是针对系统中某
14、一任务模块进行的，整个系统仍可保留在工作状态。同样在对整个系统调试时，也可一个模块一个模块进行，调好一个运行一个，这样对加速调试速度，方便系统调试提供了很大方便。2、TORNADO概述2.3Tornado集成环境的各组件Tornado是集成了编辑器、编译器、调试器于一体的高度集成的窗口环境，同样也可以从Shell窗口下发命令和浏览。vWindConfig：Tornado系统配置 通 过 WindConfig可 选 择 需 要 的 组 件 组 成VxWorks实时环境，建立适合用户特性的VxWorks操作系统，并生成板级支持包BSP的 配 置。通 过 修 改 config.h可 以 实 现Win
15、dConfig的所有功能，并且，可以实现WindConfig不能实现的功能。2、TORNADO概述2.3Tornado集成环境的各组件vWindSh:Tornado外壳WindSh是一个驻留在主机内的C语言解释器，通过它 可 运 行 下 载 到 目 标 机 上 的 所 有 函 数，包 括VxWorks和应用函数。Tornado外壳还能解释常规的工具命令语言TCL。WindSh不仅可以解释几乎所有的C语言表达式，而且可以实现所有的调试功能。它主要有以下调试功能：下载软件模块；删除软件模块；产生任务；删除任务；设置断点；删除断点；运行、单步、继续执行程序；查看内存、寄存器、变量；修改内存、寄存器、
16、变量；查看任务列表、内存使用情况、CPU利用率；查看特定的对象（任务、信号量、消息队列、内存分区、类）；复位目标机。2、TORNADO概述2.3Tornado集成环境的各组件vBrowser：浏览器Tornado浏览器可查看内存分配情况、任务列表、CPU利用率、系统目标（如任务、消息队列、信号量等）。这些信息可周期性地进行更新。2、TORNADO概述2.3Tornado集成环境的各组件vCrossWind:源码级调试器源码级调试器CrossWind提供了图形和命令行方式来调试，可进行指定任务或系统级断点设置、单步执行、异常处理。有些功能如修改内存、寄存器、变量的值通过菜单操作是无法实现的，需要在WindSh中执行原语操作实现2、TORNADO概述2.3Tornado集成环境的各组件v驻留主机的目标服务器 目标服务器管理主机与目标机的通信，所有与目标机的交互工具都通过目标服务器，它也管理主机上的目标机符号表，提供目标模块的加载和卸载。2、TORNADO概述2.3Tornado集成环境的各组件vTornado注册器 所有目标服务器注册其提供的服务在注册器中。注册器映射用户定义的目标名到目标
