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1、嵌入式系统道系统介绍目 录1国产软硬件应用必要性分析11.1装备用操作系统选型历史证明在我军装备中应用国产操作系统是必要的12现有装备替换国外操作系统产品需求23“道”系统概述33.1“道”系统与VxWorks5.5的对比43.1.1操作系统43.1.2开发工具183.2“道”系统与ReWorks的对比194“道”系统装备用嵌入式操作系统摸底测试总结205“道”系统在多功能标准显控台上适配性研制工作总结216“道”系统对龙芯处理器支持现状216.1“道”系统对龙芯2E处理器的支持216.2“道”系统对龙芯2F处理器的支持236.3“道”系统在龙芯2处理器上性能25II“道”系统介绍1 国产软硬
2、件应用必要性分析操作系统是装备应用的控制管理核心，对武器装备的功能、性能和可靠性等关键内容具有重要影响。为适应现代战争的需要，装备应用向信息化、自动化、智能化、高性能、高可靠的方向快速发展，而这些特性大都需要通过软件来进行支持。其中，操作系统起着至关重要的作用，为整个武器装备的功能、性能和可靠性提供核心支持。我军装备应用研制现用操作系统为美国风河公司研制的嵌入式实时操作系统产品VxWorks v5.5.1，通过对装备用操作系统选型历史、应用研制、装备用国产操作系统需求进行深入分析，在项目中我军装备中应用国产操作系统(如“道”系统)替换现研制用操作系统VxWorks5.5.1是必要的。1.1 装
3、备用操作系统选型历史证明在我军装备中应用国产操作系统是必要的从上世纪80年代至今，我军装备系统选用的操作系统产品包括：美国英特尔（Intel）公司的iRMX、美国风河(WindRiver)公司的VxWorks等实时多任务操作系统以及美国微软（MicroSoft）公司的嵌入式操作系统产品Windows XP Embeded（XPE）。国外商业货架嵌入式实时操作系统产品不是我我军装备的货架产品。为了提升我军装备研发水平，另外基于我国当时没有相应产品这个现实，从1998年开始，我军装备研发部门引进了美国风河公司的VxWorks实时操作系统产品。但是，嵌入式应用的开发特点决定了，除了购买商业货架产品以
4、外，开发过程中还需要厂家提供及时的技术支持和服务，然而由于VxWorks是美国产品，其厂家在国内的技术支持力量薄弱，另外由于保密的原因，国外厂家也无法提供直接的技术支持。所以，在引进后，工业部门自己花了大量的时间、精力和资金对VxWorks产品进行理解、熟悉、修改和定制。VxWorks的升级产品将使我们的工业部门重复上述过程。说明目前我军装备工业部门目前在这项技术上还是受制于人的。国外嵌入式操作系统产品的生命周期不受国内我军装备和国防科技工业自主发展的制约。在相关产品停止发展或是与自主发展我军装备的需求不一致的情况下，会制约我军装备的自主发展。80年代初期，我军装备开始在不同类型的电子装备的研
5、发中引进了Intel公司的CPU技术和其配套的实时操作系统产品i-RMX/86，但是，由于Intel的商业方向转而定位在PC机和服务器领域，Intel在90年初期放弃了嵌入式实时操作系统产品i-RMX，使得我军装备研发部门也于90年代中期停止了i-RMX产品系列的使用。然而，安装了i-RMX操作系统的装备至今还在使用，但是熟悉这套系统的人已经很少，配套的调试设备和维护设备也已经过时。这种事件的发生，不仅对老装备的维护带来很大困难，对新装备的发展也带来不利影响2009年6月，Intel收购WindRiver公司再次给国内我军装备的持续发展已经带来了非常现实的威胁。Intel收购的目的是WindR
6、iver在嵌入式Linux方面的实力，以在移动终端等民用市场同其他IT巨头进行生死竞争。其直接结果便是WindRiver的国防产品会受到冷落。尽管这种影响不会即刻体现出来，但我军装备大量应用VxWorks产品的前途已经毋容置疑的严峻而紧迫。2008年3月，微软宣布Windows XP产品将于2009年4月14日停止主流支持服务，09年5月宣布延长，但是并没有说延长至何时。一旦Windows XP停止更新， Windows XP产品系列，包括Windows XP/Embeded将面临淘汰，而选用XPE的我军装备也将面临存在安全隐患、无法得到持续的技术支持和服务等关键问题；微软后续是推出Windo
7、ws 7的嵌入式版本还是只推Windows CE也会导致我军装备再次面临抉择。i-RMX、VxWorks、Windows XP/Embeded等我军装备选用的装备用操作系统产品或被生产厂商停止维护，或被收购的事实充分说明：国外嵌入式实时操作系统产品生命周期不受我军装备维护需要的影响，对我军装备的可维护性造成了巨大困难，提高我军装备维护成本；国外嵌入式实时操作系统产品不会因为我军装备的发展需要制定相应发展规划，使我军装备的研制受到相应产品的严重制约，不能满足我军装备的可持续发展需要。因此，在我军装备中应用国产操作系统产品替代国外操作系统产品是必要的。2 现有装备替换国外操作系统产品需求我军装备现
8、装备用操作系统选用的均为国外操作系统产品，为保障系统安全性、可维护性，具有替换现装备用操作系统为国产操作系统，并在新研型号中逐步推广应用国产操作系统的需求。我军装备现装备用操作系统是美国风河公司生产、销售的嵌入式实时操作系统产品VxWorks v5.5.1，配套开发工具为Tornado2.2。近十年来，工业部门基于VxWorks v5.5.1开发了大量的装备应用，开发人员已经适应了Tornado2.2的开发工具，并Tornado2.2、VxWorks5.5.1的功能特点形成了一套研制模式。替换VxWorks5.5.1，不仅仅是替换一个操作系统内核，还涉及多方面需求，包括：1） 国产操作系统应提
9、供与VxWorks v5.5.1对等的功能，如基于优先级抢占的任务调度算法、信号量、消息队列、内存管理、设备管理等；2） 国产操作系统应提供与VxWorks v5.5.1近似的性能，提供同等数量级的操作响应时间；3） 国产操作系统应提供与VxWorks v5.5.1一致的编程接口，减少应用迁移的工作量；4） 国产操作系统应支持已开发的装备用硬件设备驱动模块、软件中间件模块二进制代码的迁移，以更多地利用工业部门已有研制成果；5） 国产操作系统应提供功能、使用方式与Tornado2.2一致的开发工具，以适应工业部门已经形成的开发模式，便于开发人员快速掌握。3 “道”系统概述“道”系统是北京科银京成
10、技术有限公司自主研制的嵌入式基础软件，包括嵌入式实时操作系统DeltaOS和集成开发环境LambdaTOOL。1） 嵌入式实时操作系统DeltaOS DeltaOS具备微秒级的响应时间，提供基于优先级抢占的实时任务调度策略，提供动态加载功能，在功能、性能上可以替代VxWorks5.5。DeltaOS提供VxWorks接口兼容层，兼容多功能标准显控台标准配套模块所使用的全部VxWorks操作系统接口，支持VxWorks5.5目标代码的加载、运行，保障多功能标准显控台已有成果的无缝迁移，保障基于多功能标准显控台开发的应用的快速迁移。图 41 “道”系统嵌入式实时操作系统组成2） LambdaTOO
11、L LambdaTOOL基于Eclipse框架构建，与风河公司Workbench 6.x采用同一框架。LambdaTOOL提供功能强大、方便易用的源码编辑环境，快速、稳定的调试环境，支持Tornado2.2编译的目标代码的下载、调试，覆盖编码、调试、测试、部署等装备用嵌入式软件生产周期，形成生产线。LambdaTOOL针对存在大量VxWorks已有成果的JZ我军装备定制大量功能，保障应用的快速迁移。图 42 “道”系统集成开发工具组成“道”系统详细情况参阅：附件一：道系统3.2.3产品介绍附件二：道系统3.2.4产品介绍3.1 “道”系统与VxWorks5.5的对比3.1.1 操作系统3.1.
12、1.1 功能对比功能模块功能说明“道”系统VxWorks消息队列模块创建或打开一个消息队列支持支持关闭指定的消息队列支持支持移除消息队列支持支持发送一个消息到消息队列支持支持从消息队列中接收消息支持支持注册 / 取消消息队列的通知请求支持支持为消息队列设置属性支持支持获取指定的消息队列的属性支持支持线程管理模块初始化线程属性结构。支持支持销毁线程属性结构。支持支持设置线程属性结构中堆栈大小属性。支持支持获取线程属性结构中堆栈大小属性。支持支持设置线程属性结构中堆栈地址属性。支持支持获取线程属性结构中堆栈地址属性。支持支持设置线程属性结构中分离状态属性。支持支持获取线程属性结构中分离状态属性。支
13、持支持设置线程属性结构中竞争范围属性。支持支持获取线程属性结构中竞争范围属性。支持支持设置线程属性结构中调度继承属性。支持支持获取线程属性结构中调度继承属性。支持支持设置线程属性结构中调度策略属性。支持支持获取线程属性结构中调度策略属性。支持支持设置线程调度参数属性。支持支持获取线程属性结构中调度参数属性。支持支持创建一个线程。支持支持结束当前的 线程。支持支持等待一个线程终止。支持支持动态设置线程的分离状态属性支持支持获取当前线程的ID。支持支持比较两个线程是否相同。支持支持提供一次性初始化功能。支持支持获取指定线程调度策略及调度参数。支持支持动态设置指定线程的调度策略及调度参数。支持支持向
14、指定的线程发送信号。支持支持设置执行线程信号屏蔽码支持支持撤销指定的线程支持支持设置当前线程的撤销状态。支持支持设置当前线程的撤销类型。支持支持设立一个撤销点。支持支持向调用线程的清理函数栈的栈顶增加一个清理函数。支持支持删除调用线程的清理函数栈顶的一个清理函数。支持支持线程专有匙模块创建线程专有匙(线程私有数据)对象。支持支持删除线程专有匙(线程私有数据)对象。支持支持设置线程专有匙(线程私有数据)对象的值。支持支持获取线程专有匙(线程私有数据)对象的值。支持支持线程条件变量模块初始化条件变量属性结构。支持支持销毁条件变量属性结构。支持支持初始化条件变量。支持支持销毁已创建的条件变量。支持支持唤醒等待条件变量的线程。支持支持唤醒所有被阻塞在条件变量cond上的线程。支持支持无限等待条件变量。支持支持限时等待条件变量。支持支持线程互斥锁模块初始化互斥锁属性结构。支持支持销毁互斥锁属性结构。支持支持设置互斥锁属性结构中协议属性。支持支持获取互斥锁属性结构中协议属性。支持支持设置互斥锁属性结构的优先级天花板属性。支持支持获取互斥锁属性结构中优先级天花板属性。支持支持创建并初始化互斥锁。支持支持销毁互斥锁。支持支持互斥锁的阻塞式加锁。
