VxWorks 软硬件设计及实例分析

VxWorks软硬件设计及实例分析 tof@felab 2005.3.27

主要内容 • VxWorks特点 • Tornado界面 • 硬件实例 • 软件流程 • 用户程序框架 • 更多技术细节

一、VxWorks的特点 • 支持多任务 • 实时性强 • 体积小，可裁剪 • 支持多种CPU • 支持网络通讯、串口通讯 • 汇编 + 标准C的编程模式 • 内核和定制任务可以分开编译、动态下载，支持用户自定义启动任务

VxWorks多任务 • 为什么多任务 • 每个明显单独运行的程序称为一个任务

任务包含什么 • 任务名和任务ID • 任务优先级（0~255） • 任务状态

任务操作 • taskSpawn() 发起任务 • taskDelete() 删除任务 • taskDeleteForce() 删除设置了安全保护的任务 • taskSafe() 设置任务的安全保护 • taskUnsafe() 取消任务的安全保护 • taskSuspend() 挂起一个任务 • taskResume() 使任务退出挂起状态 • taskPrioritySet() 设定任务的优先级 • taskPriorityGet() 获得任务的优先级 • taskLock() 锁定任务调度 • taskUnLock() 重新允许任务调度 • taskIdSelf() 获得任务本身的ID • taskIdVerify() 判断ID对应的任务是否仍然存在 • taskDelay() 延迟 • taskTcb 获得任务的控制块TCB

任务间通讯 • 共享内存（全局变量、数组、结构体） • 管道(pipe) • 信号灯(semaphore) • 消息队列 (message queue)

二、Tornado--集成编译环境

GDB--调试界面

WindView--多任务观察界面

程序编辑--Source Insight

参考文档 • Tornado安装目录\docs\books.html • 《嵌入式实时操作系统VxWorks及其开发环境Tornado》，中国电力出版社 • VxWorks开发人员指南丛书，清华出版社 • http://www.windriver.com/ • http://bbs.edw.com.cn/list.asp?boardid=3 ，电子产品世界——嵌入式设计论坛 • BSP training, Device driver, Tornado training Workshops • BSP Developer’s Kit for VxWorks, user’s Guide

三、硬件实例

硬件框架

四、软件流程

文件分布 • Tornado • docs • host • target

文件分布 • BSP • all • bspname

文件分布 • 用户程序 • .c .h • makefile • [XXXgnu]

硬件控制 • 板载灯 • 配合EPLD或者FPGA进行初期调试 • 串口（后期调试） • Bootrom启动后期 • 网口（TCP/IP, UDP） • Bootrom启动后期 • PCI器件 • bootrom和VxWorks中都用关于PCI通用寄存器（256byte）配置的部分 • 用户程序负责用户寄存器的填写

五、用户程序框架

中断处理 • 初始化部分 • 挂接终端（intConnect()） • 中断服务程序 • 关中断(intDisable()) • 通知硬件中断已经被相应 • 中断服务任务 • 处理中断 • 开中断(intEnable())

硬件轮询（while(1)+taskDelay()） • 软件延迟 void dailyFunc(int param1,int param2…) { while(1) { taskDelay(TIME_TO_GO); /*需要定时执行的内容*/ } } void initDailyFunc() { taskSpawn(…,(FUNCPTR)dailyFunc,…param1,param2…); }

硬件轮询（watchdog) • 硬件延迟 void dailyFunc(int param) { wdStart(wdDailyFunc,TIME_TO_GO,(FUNCPTR)dailyFunc,param); /*需要定时执行的内容*/ } void initDailyFunc() { wdDailyFunc = wdCreate(); wdStart(wdDailyFunc, TIME_TO_GO,(FUNCPTR)dailyFunc,param); }

基于缓冲队列的双工通讯模式

网络运行（一） • 通讯协议

网络运行（二） • 网络监控 • socket函数返回错误 • ping()

六、更多技术细节… • 网络通讯的缓冲队列实现 • 多任务控制 • 善用宏定义 • 自启动VxWorks制作 • 嵌入式软件的控制端调用 • VxWorks编程规范

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