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VxWorks操作系统指南
2
目 录
1. VxWorks操作系统概述
4
1.1.
VxWorks 操作系统简介
4
1.2.
VxWorks操作系统内核
5
1.3.
任务管理
6
1.4.
通信、同步和互斥机制
9
1.5.
网络通信
11
1.6.
中断服务程序
14
1.7.
时间管理器
14
2.VxWorks应用指导
16
2.1.
系统启动
17
2.2.
应用系统配置
19
2.3.
板级支持包
BSP
21
2.4.VxWorks
系统任务
23
2.5.
应用软件开发指导
23
2.6.
应用示例分析
25
3
关键词:实时操作系统 任务 消息 VxWorks Tornado
摘
要:本文档对实时操作系统作了简要介绍,并针对
VxWorks
系统的特点进行了具
体的说明和分析,从VxWorks系统的任务管理、通信机制、系统配置、系统接口
几个方面展开。
1.
VxWorks操作系统概述
1.1.
VxWorks 操作系统简介
实时多任务操作系统是能在确定的时间内执行其功能,并对外部的异步事件作出响
应的计算机系统。多任务环境允许一个实时应用作为一系列独立任务来运行,各任务
有各自的线程和系统资源。
VxWorks
系统提供多处理器间和任务间高效的信号灯、消
息队列、管道、网络透明的套接字。 实时系统的另一关键特性是硬件中断处理。为
了获得最快速可靠的中断响应,VxWorks系统的中断服务程序ISR有自己的上下文。
VxWorks实时操作系统由400多个相对独立的、短小精炼的目标模块组成,用户
可根据需要选择适当模块来裁剪和配置系统,这有效地保证了系统的安全性和可靠
性。系统的链接器可按应用的需要自动链接一些目标模块。这样,通过目标模块之间
的按需组合,可得到许多满足功能需求的应用。
VxWorks
操作系统的基本构成模块包括以下部分:
高效的实时内核
Wind
VxWOrks实时内核(Wind)主要包括基于优先级的任务调度、任务同步和通信、中
断处理、定时器和内存管理。
兼容实时系统标准
POSIX
VxWOrks提供接口来支持实时系统标准P.1003.1b.
I/O系统
VxWOrks提供快速灵活的与ANSI-C相兼容的I/O系统,包括UNIX的缓冲I/O和
实时系统标准
POSIX
的异步
I/O
。
VxWOrks
包括以下驱动:
网络 --- 网络设备(以太网、共享内存)
4
管道 --- 任务间通信
RAM --- 驻留内存文件
SCSI --- SCSI
硬盘,磁碟,磁带
键盘 --- PC x86键盘(BSP仅支持x86)
显示器 --- PC x86显示器(BSP仅支持x86)
磁碟
--- IDE
和软盘(
BSP
仅支持
x86
)
并口 --- PC格式的目标硬件
本机文件系统
I/O系统
VxWorks
的文件系统与
MS-DOS
、
RT-11
、
RAM
、
SCSI
等相兼容。
网络特性
VxWorks网络能与许多运行其它协议的网络进行通信,如TCP/IP、4.3BSD、NFS、
UDP
、
SNMP
、
FTP
等。
VxWorks
可通过网络允许任务存取文件到其它系统中,并对任
务进行远程调用。
虚拟内存(可选单元VxVMI)
VxVMI主要用于对指定内存区的保护,如内存块只读等,加强了系统的健壮性。
共享内存(可选单元
VxMP)
VxMP主要用于多处理器上运行的任务之间的共享信号量、消息队列、内存块的管理。
驻留目标工具
Tornado集成环境中,开发工具工作于主机侧。驻留目标外壳、模块加载和卸载、符
号表都可进行配置。
Wind基类
VxWorks系统提供对C++
的支持,并构造了系统基类函数。
工具库
VxWorks
系统向用户提供丰富的系统调用,包括中断处理、定时器、消息注册、内存
分配、字符串转换、线性和环形缓冲区管理,以及标准ANSI-C程序库。
性能优化
5
VxWorks系统通过运行定时器来记录任务对CPU的利用率,从而进行有效地调整,合
理安排任务的运行,给定适宜的任务属性。
目标代理
目标代理可使用户远程调试应用程序。
板级支持包
板级支持包提供硬件的初始化、中断建立、定时器、内存映象等。
VxWorks仿真器(VxSim)
可选产品VxWorks仿真器,能模拟VxWorks目标机的运行,用于应用系统的分析。
1.2.
VxWorks操作系统内核
VxWorks内核(wind)的基本功能可以分为如下几大类:
任务管理;
事件和异步信号服务;
信号量服务;
消息队列服务;
内存管理;
中断服务程序;
时钟管理和定时器服务;
出错处理。
在以下各节中将对
VxWorks
内核的各类功能分别进行描述。
1.1.
任务管理
任务是代码运行的一个映象,从系统的角度看,任务是竞争系统资源的最小
运行单元。任务可以使用或等待CPU、I/O设备及内存空间等系统资源,并独
立于其它任务,与它们一起并发运行(宏观上如此)。
VxWorks
内核使任务能
快速共享系统的绝大部分资源,同时有独立的上下文来控制个别线程的执行。
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predawn
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