開放實(shí)時(shí)嵌入式軟件平臺(tái)TOPPERS的研究現(xiàn)狀
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以TOPPERS／ASP內(nèi)核為例，對(duì)靜態(tài)配置流程進(jìn)行簡要描述。靜態(tài)配置流程圖如圖2所示，靜態(tài)配置可以分為3個(gè)階段：
①配置器階段1。在該階段中，配置器讀取系統(tǒng)配置文件和符號(hào)取值表生成用于參數(shù)計(jì)算的C源文件，再經(jīng)交叉C編譯器編譯、鏈接，生成包含具體參數(shù)的結(jié)果文件(Motorola S格式)和對(duì)應(yīng)的符號(hào)表。
②配置器階段2。在該階段中，配置器依據(jù)上一階段生成的符號(hào)表從參數(shù)計(jì)算結(jié)果文件中取得實(shí)際值，再依據(jù)事先定義好的模板文件，生成包含具體內(nèi)核資源實(shí)現(xiàn)的內(nèi)核，構(gòu)成與初始化文件和相應(yīng)的頭文件(也可生成其他文件，由使用者自定義)。所生成的源文件與內(nèi)核和應(yīng)用一起編譯、鏈接，即可生成最終的目標(biāo)文件和相應(yīng)的符號(hào)表。
③配置器階段3。該階段為一個(gè)可選的檢查階段。配置器依據(jù)定義在模板文件中的規(guī)則，結(jié)合符號(hào)表對(duì)最終的目標(biāo)文件(Motorola S格式)進(jìn)行檢查，如違反規(guī)則，輸出相應(yīng)錯(cuò)誤信息。
采用靜態(tài)配置，可以自動(dòng)化高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的配置和系統(tǒng)資源的創(chuàng)建和分配，減少系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。由于所有系統(tǒng)資源在編譯時(shí)就已經(jīng)創(chuàng)建完畢，不需要在運(yùn)行時(shí)再進(jìn)行創(chuàng)建工作，所以系統(tǒng)的啟動(dòng)過程也將得到加快。另外在靜態(tài)配置過程中可以實(shí)現(xiàn)一些編譯器所不能完成的復(fù)雜驗(yàn)證工作，如堆棧的起始地址是否對(duì)齊、堆棧的大小是否對(duì)齊等。
(2)TOPPERS標(biāo)準(zhǔn)中斷模型
由于中斷處理和硬件緊密相關(guān)，常見的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，中斷具體怎樣處理沒有過多的要求，而是留給移植時(shí)實(shí)現(xiàn)。在所有TOPPERS內(nèi)核中，中斷處理都遵循如圖3所示的TOPPERS標(biāo)準(zhǔn)中斷處理模型。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/148265.htm
該模型旨在提高中斷處理的抽象度，提升中斷相關(guān)代碼的復(fù)用性和可移植性。在該模型中，所有中斷都具有相應(yīng)的中斷優(yōu)先級(jí)，中斷優(yōu)先級(jí)(默認(rèn)-1～-7)和任務(wù)優(yōu)先級(jí)(默認(rèn)1～15)之間過渡平滑，構(gòu)成一個(gè)完整的優(yōu)先級(jí)體系。在該模型中，每一個(gè)中斷都有一條中斷請(qǐng)求線接收一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的中斷請(qǐng)求。當(dāng)一個(gè)中斷請(qǐng)求發(fā)生后，經(jīng)過相應(yīng)的判斷和比較之后，由中斷處理函數(shù)處理。中斷處理函數(shù)可以由使用者定義，也可由配置器自動(dòng)生成。在中斷處理函數(shù)中調(diào)用由使用者定義的中斷服務(wù)例程。在某個(gè)中斷的處理過程中，可以允許被具有更高優(yōu)先級(jí)的中斷打斷，即允許中斷嵌套。
TOPPERS標(biāo)準(zhǔn)中斷處理模型中定義的所有環(huán)節(jié)都可以由硬件實(shí)現(xiàn)，大部分處理器的中斷控制器也包含這些環(huán)節(jié)的功能，如ARM Cortex-M3架構(gòu)處理器的嵌套向量中斷控制器。若某個(gè)特定處理器無法硬件實(shí)現(xiàn)該模型中某個(gè)環(huán)節(jié)的功能，則可以通過軟件的方式模擬實(shí)現(xiàn)。軟件模擬的方式會(huì)帶來相應(yīng)的開銷，如延長中斷響應(yīng)時(shí)間等。然而這種開銷相對(duì)于該模型所帶來的中斷處理抽象度的提升是可以接受的。
結(jié)語
本文對(duì)開放實(shí)時(shí)嵌入式軟件平臺(tái)TOPPERS的發(fā)展歷史、目前研究現(xiàn)狀(包括主要成果物和主要特點(diǎn))以及未來十年的發(fā)展方針進(jìn)行了介紹和分析。其主要特色在于：TOPPERS為一個(gè)相對(duì)完善的體系，覆蓋了嵌入式系統(tǒng)的多個(gè)領(lǐng)域；TOPPERS以ITRON項(xiàng)目20多年發(fā)展成果為基礎(chǔ)，具有較高的品質(zhì)和可靠性；靈活的許可證，使得可以自由使用TOPPERS的成果(包括商業(yè)應(yīng)用)，同時(shí)有較少的限制。
評(píng)論