基于VxWorks實(shí)時(shí)嵌入式PLC設(shè)計(jì)

　　 4、BSP 的改造

　　BSP 即Board Support Package，通常指針對(duì)具體的硬件平臺(tái)，用戶所編寫的啟動(dòng)代碼和部分設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的集合。BSP 是一個(gè)VxWorks 內(nèi)核運(yùn)行的基礎(chǔ)。4.1 BSP 與VxWorks 的層次關(guān)系在 VxWorks 中，將BSP 簡(jiǎn)單描述成介于底層硬件環(huán)境和VxWorks 之間的一個(gè)軟件接口。它的主要功能是系統(tǒng)加電后初始化目標(biāo)硬件，初始化OS，及提供部分硬件的驅(qū)動(dòng)程序如時(shí)鐘、中斷、串口驅(qū)動(dòng)等。其與內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)程序及應(yīng)用程序之間的關(guān)系如圖4：

　　如圖可見(jiàn) BSP 為上層軟件與底層硬件之間進(jìn)行交互的橋梁，為上層提供統(tǒng)一接口。BSP中包括的驅(qū)動(dòng)程序與具體的硬件相關(guān)，在移植到不同的硬件系統(tǒng)的時(shí)候，要修改相關(guān)的驅(qū)動(dòng)。

　　4.2 VxWorks BSP 的特點(diǎn)

　　在眾多的商用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，VxWorks 是使用極為廣泛的一種操作系統(tǒng)，它實(shí)時(shí)性強(qiáng)，占用空間小，提供豐富的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，有眾多的調(diào)試手段。

　　VxWorks 的BSP 可以按功能分為兩大部分。

　　1)目標(biāo)系統(tǒng)的系統(tǒng)引導(dǎo)部分：主要是目標(biāo)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的硬件初始化，在目標(biāo)系統(tǒng)上電后開始執(zhí)行，主要是配置處理器的工作狀態(tài)，初始化系統(tǒng)的內(nèi)存等，這部分的程序一般只在系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)執(zhí)行，為操作系統(tǒng)運(yùn)行提供硬件環(huán)境。

　　2)目標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：主要是驅(qū)動(dòng)目標(biāo)系統(tǒng)配置的各種設(shè)備，包括字符型設(shè)備、塊存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，這些設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完成對(duì)硬件的配置，操作系統(tǒng)通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來(lái)訪問(wèn)硬件，從而完成讀取數(shù)據(jù)和外界的交互等。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，為了獲得更好的穩(wěn)定性和執(zhí)行效率，許多設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序會(huì)直接和應(yīng)用程序捆綁在一起，而不是由操作系統(tǒng)來(lái)管理。

　　4.3 BSP 的設(shè)計(jì)與修改

　　WRS 提供了大量預(yù)制的，支持許多商業(yè)主版或*估板的BSP，減少了開發(fā)時(shí)間。

　　宏觀來(lái)看，BSP 包括兩部分：

　　初始化部分：CPU 初始化;目標(biāo)板初始化;操作系統(tǒng)的初始化。

　　驅(qū)動(dòng)程序部分：一般要包括時(shí)鐘、中斷、串口驅(qū)動(dòng)。

　　具體來(lái)看，BSP 包括源文件、頭文件、派生文件。主要需要修改VxWorks 源碼中的以下目錄中：

　　/target/config/all

　　幾個(gè)重要文件的功用如下：

　　1)bootConfig.c：引導(dǎo)ROM 映像的主要初始化和控制文件。

　　2)bootInit.c：引導(dǎo)ROM 映像的第二階段的初始化代碼。實(shí)現(xiàn)romStart 函數(shù)--romInit.s中的romInit()函數(shù)執(zhí)行完后跳轉(zhuǎn)到romStart()，執(zhí)行解壓縮，代碼/數(shù)據(jù)段從rom 拷到ram。

　　3)usrConfig.c：VxWorks 映像的主要初始化代碼。

　　/target/config/comps/vxworks：實(shí)時(shí)內(nèi)核基本模塊描述(cdf)文件。

　　/target/config/comps/src：實(shí)時(shí)內(nèi)核模塊配置文件。供usrconfig.c 使用。

　　/target/config/bspname 該目錄下的文件就是要編寫的BSP 文件。

　　由于 BSP 系統(tǒng)開發(fā)的硬件相關(guān)性和處理器系列的多樣性，不可能有一種通用的程序或方法來(lái)解決每一種處理器的BSP 問(wèn)題，所以必須具體問(wèn)題具體分析，不斷實(shí)踐，才能使程序運(yùn)行達(dá)到比較高的效率。

　 5、總結(jié)與展望

　　嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為歷史發(fā)展的必然，其極佳的可擴(kuò)展性，對(duì)多種硬件的支持，同時(shí)能夠提高PLC 的運(yùn)行速度和可靠性，并且支持多任務(wù)的控制策略，對(duì)PLC 的性能有了很大的提高。新型的基于VxWorks 的嵌入式實(shí)時(shí)PLC 具有很高的性能價(jià)格比，具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，有助于我國(guó)PLC 企業(yè)發(fā)展本國(guó)市場(chǎng)，發(fā)展自主產(chǎn)業(yè)的PLC。