基于VxWorks的BSP技術(shù)分析

VxWorks是由美國Wind River 公司推出的一種強(qiáng)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）。它采用微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，具有高可靠性、實(shí)時(shí)性、可裁減性等特點(diǎn)，而且支持多種CPU。VxWorks的一個(gè)重要特點(diǎn)是它的可移植性，應(yīng)用程序編碼在很大程度上與目標(biāo)板的硬件和結(jié)構(gòu)無關(guān)。它把所有特定的硬件功能都集成在一個(gè)稱之為板級(jí)支持包BSP（Board Support Package）的庫中。

目前為止Wind River公司提供的基于某一CPU 評(píng)估板的BSP 超過200個(gè)，當(dāng)用戶開發(fā)自己目標(biāo)板的BSP時(shí)，比較簡(jiǎn)單的方法是從所提供的BSP中選一個(gè)最接近的來修改。這里提到的BSP的設(shè)計(jì)就是指這種板級(jí)的對(duì)依賴于硬件的源代碼做必要的修改、增加或刪除，以滿足特定的硬件環(huán)境。

1 BSP的概念

BSP(Board Support Package,——板級(jí)支持包)是介于底層硬件和上層軟件之間的底層軟件開發(fā)包，這源于嵌入式操作系統(tǒng)與硬件無關(guān)的設(shè)計(jì)思想。如今的各種嵌入式系統(tǒng),都采用了分層的設(shè)計(jì)方法。它將系統(tǒng)中與硬件直接相關(guān)的一層軟件獨(dú)立出來,稱之為板級(jí)支持包(BSP)。這里BSP的主要功能為屏蔽硬件，提供操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)及硬件驅(qū)動(dòng)，具體功能包括：

(1)目標(biāo)板硬件初始化，主要是CPU的初始化，為整個(gè)系統(tǒng)提供底層硬件支持；

(2)為操作系統(tǒng)提供設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和系統(tǒng)中斷服務(wù)程序；

(3)定制操作系統(tǒng)的功能，為軟件系統(tǒng)提供一個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)的運(yùn)行環(huán)境；

(4)初始化操作系統(tǒng)，為操作系統(tǒng)的正常運(yùn)行做好準(zhǔn)備；無線SOC開發(fā)平臺(tái)499元 S3C44B0 ARM7開發(fā)板378元 S3C2410 ARM9開發(fā)板780元 AT91SAM7S64 ARM7 單片機(jī)開發(fā)板之王——ELITE-I單片機(jī)學(xué)習(xí)開發(fā)系統(tǒng)1200元 S3C2410 ARM9開發(fā)板(II) 950元 EPM1270T144C CPLD開發(fā)板480元
2 BSP文件組成及功能

BSP中包括源代碼、頭文件、MAKE文件、派生文件以及二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)程序模塊。在VxWorks 中硬件驅(qū)動(dòng)程序分為通用性和BSP專用性兩類。在開發(fā)BSP時(shí)，既要對(duì)BSP專用的驅(qū)動(dòng)程序提供支持，還要將通用的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序集成在一起。因此，編寫的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，可根據(jù)具體情況放在BSP中的合適位置。

BSP文件在 VxWorks /target /config /all和VxWorks /target /config / bspname文件夾里。其中，all文件夾里的文件是所有BSP的通用文件，bspname文件夾的文件是用戶自己定制的BSP文件^[1]。經(jīng)過編譯、鏈接，并在makefile和depend.bspname等文件的控制下，原程序最后將生成鏡像。BSP的組成及主要文件功能如下。

(1)Tornadotargetconfigall目錄下的文件。包括 bootConfig.c，bootInit.c，usrConfig.c等，它們是所有BSP共享的，主要是缺省定義了所有VxWorks配置以及 Boot Rom的初始化控制代碼，所以不是特別需要不要更改里面的任何文件。

(2)Tornadotargetconfigbspname目錄下的文件。包括 makefile，depend.bspname，config.h，bspname.h，romInit.s，sysALib.s，sysLib.c，sysSerial.c 等，其中config.h中包含特定CPU板的所有包含文件和定義。

VxWorks支持多種處理器平臺(tái)，用戶可以針對(duì)不同的目標(biāo)系統(tǒng)，通過修改這些文件來完成BSP與 VxWorks在不同平臺(tái)上的移植。

3 Vxworks映像分類及其啟動(dòng)過程

3.1 VxWorks映像及其分類

VxWorks在啟動(dòng)過程中涉及到兩個(gè)映像文件：bootrom映像和VxWorks映像。這兩個(gè)映像文件都要使用BSP代碼。bootrom文件是從ROM引導(dǎo)VxWorks的引導(dǎo)目標(biāo)模塊，用于對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行初始化，加載VxWorks操作系統(tǒng)映像。VxWorks image包含VxWorks OS，最終運(yùn)行于目標(biāo)板上。VxWorks映像按加載類型可分為：可下載映像和可引導(dǎo)映像；按運(yùn)行方式分為在ROM中和在RAM中兩種。

可下載映像（Loadable Image），它實(shí)際包括兩部分，一是VxWorks，二是boot ROM，兩部分是獨(dú)立創(chuàng)建的。可引導(dǎo)映像(Bootable Image)是將引導(dǎo)程序和VxWorks融為一體的映像，一般為最終產(chǎn)品，包括不駐留ROM的映像和駐留ROM的映像兩種類型^[2]。