VxWorks在AT91RM9200上的BSP设计

### VxWorks在AT91RM9200上的BSP设计 #### 1. BSP概念与作用 BSP（Board Support Package，板级支持包）是嵌入式系统开发中一个重要的组成部分，用于实现特定硬件平台与操作系统之间的适配。在VxWorks操作系统中，BSP的作用尤其关键，它不仅负责初始化硬件资源，还提供了操作系统运行所需的底层支持。 - **基本功能**：BSP的主要任务包括处理器复位、初始化硬件资源（如时钟、中断控制器等）、配置内存映射、设置串口通信等功能。 - **上下文隔离**：通过BSP，操作系统能够与底层硬件解耦，使得上层应用无需关注具体硬件细节，提高了系统的可移植性和可维护性。 - **统一接口**：BSP为各种板卡的硬件功能提供了一致的软件接口，简化了上层应用软件的开发工作。 #### 2. VxWorks概述 VxWorks是一款由美国WindRiver公司开发的嵌入式实时操作系统，因其高性能和良好的可裁剪特性而闻名。它支持多种处理器架构，如PowerPC、X86、ARM和SPARC等，并被广泛应用于通信、航空航天等领域。 - **特点**：VxWorks以其高度的可靠性和出色的实时响应能力著称，非常适合对实时性有极高要求的应用场景。 - **应用场景**：包括但不限于卫星通讯、航空电子、汽车电子、工业自动化等领域。 #### 3. BSP在VxWorks中的设计 在VxWorks中，BSP的设计主要包括以下几个方面： - **硬件初始化**：这部分主要涉及处理器复位、初始化外部设备（如串口、定时器等），以及设置内存映射等操作。 - **设备驱动**：为硬件设备编写驱动程序，使操作系统能够控制这些设备进行数据交换或状态监测。 - **启动机制**：根据不同的启动方式（如ROM启动或网络启动等）编写相应的启动代码。 #### 4. VxWorks映像的生成和分类 - **映像组成**：VxWorks映像通常由代码段、数据段和BSS段三部分组成。 - **映像类型**： - **可加载类型映像**：映像文件需通过网络下载到目标机RAM中运行。 - **基于ROM的VxWorks映像**：整个映像文件存储在ROM中，启动时将映像加载到RAM中执行。 - **ROM驻留型映像**：只将数据段和BSS段复制到RAM中，代码段保留在ROM中执行。 #### 5. 系统启动流程 VxWorks的启动流程根据映像类型的不同而有所差异： - **可加载映像启动流程**： 1. 系统引导代码将ROM引导程序加载到RAM-HIGH-ADDR。 2. ROM引导程序开始运行，将VxWorks映像加载到RAM-LOW-ADDR。 3. 跳转到VxWorks映像入口点开始执行。 - **基于ROM的VxWorks映像启动流程**： 1. BSP初始化阶段，将整个映像（包括代码段和数据段）复制到RAM中。 2. 控制权转移到RAM中VxWorks映像的初始化代码。 - **ROM驻留型映像启动流程**（以图3为例）： 1. 系统上电后，首先运行ROM中的启动代码rominit()，完成基本初始化。 2. 初始化内存和寄存器，屏蔽Cache。 3. 初始化CPU，并设置堆栈指针指向被拷贝的BootROM。 4. 执行后续的初始化函数，最终跳转到VxWorks映像的初始化代码。 5. 完成初始化后，系统控制权转移到RAM中的VxWorks映像，开始执行应用。 #### 6. 在AT91RM9200上的BSP设计 AT91RM9200是一款基于ARM9核心的微处理器，具有较高的性能和灵活性。将VxWorks移植到AT91RM9200平台的过程主要包括以下步骤： - **硬件初始化**：针对AT91RM9200的特性，编写初始化代码，如设置时钟频率、配置中断控制器等。 - **内存映射**：确定内存区域的用途，如代码段、数据段、BSS段的分配等。 - **设备驱动开发**：根据实际需求开发相应的设备驱动程序，例如串口驱动、网络接口驱动等。 - **启动代码编写**：根据选定的启动方式（ROM启动、网络启动等），编写启动代码。 - **测试与调试**：完成BSP设计后，进行详尽的测试与调试，确保系统的稳定性和可靠性。 通过上述步骤，可以在AT91RM9200平台上成功部署VxWorks操作系统，并实现高效稳定的运行。