嵌入式可配置实时操作系统eCos软件开发

嵌入式可配置实时操作系统eCos软件开发PE四部林高峰1ＵseembeddedOＳ，why？2ＵseembeddedOＳ，why？前后台系统or超循环系统3ＵseembeddedOＳ，why？多任务调度系统4常见的嵌入式ＯＳ系统Linux、uClinux、WinCE、PalmOS，Symbian、VxWorks、pSOS、eCos、uCOS-II、Nucleus、ThreadX、Rtems、QNX、INTEGRITY、OSE、CExecutive．．．5eCosbasedproductsshowcase6ProcessorArchitecturesupportedbyeCosARM（ARM720T，ARM7EJ-S，ARM7TDMI，ARM7TDMI-S，．．．ARM920/922T，ARM926EJ-S，ARM940T，．．．．．．）SamsungCalmRISC16/32FujitsuFR-VHitachiH8intelIA32(X86)M68KMIPS（MIPS32®M4K®，MIPS32®4KS™，MIPS32®4KE®，．．．NECV8xxPowerPCSPARCSuperHMatsushitaAM3x7eCossystemdevelopment8eCos概况１．发展历程２．优势：完全开源,完全免费由免费软件基金会做版权维护（FSF:FreeSoftwareFoundation）３．特点：可配置性,可裁剪性,可移植性,实时性兼容性(posix,uitron…),代码量小,符合标准协议9eCos功能10eCosHAL概念HAL硬件抽象层：处理器结构和系统硬件平台进行抽象体系结构抽象层(ArchitectureHAL)主要是指eCos所支持的具有不同体系结构的处理器系列，如SPARC系列、arm系列等等。变体抽象层(VariantHAL)指的是处理器系列中某款处理器在Cache、MMU和FPU等方面所具有的特殊性。平台抽象层(PlatformHAL)是对当前系统硬件平台的抽象，包括了平台的启动、芯片选择与配置、定时设备、I/O寄存器访问以及中断寄存器等等。11eCos系统中嵌入式软件包的层次结构目标硬件系统平台RedBootROMMonitor硬件抽象层设备驱动中断例外虚向量网络串口Flash内核多线程,调度,中断,同步,定时器,内存分配网络栈文件系统网络服务器标准库兼容性MathCUTRONPOSIX嵌入式应用12eCos源码库的文件组织结构13eCoskernel1415eCos内核提供了一个RTOS所期望的标准功能：线程管理，线程调度，中断和异常处理，同步等eCos内核的标准功能组件是可以配置的eCos内核的支持标准的uITRON和POSIX兼容层接口eCos内核提供C语言的API接口eCoskernel特性调度器内存分配中断通信同步机制时钟eCoskernelcomponent16eCoskernel---scheduler(0)位图调度17eCoskernel---scheduler(1)多级队列调度18eCoskernel---内存分配高地址低地址.text.data.bss＿heap_top内存池用户区＿Heap(target.ld配置)19eCoskernel---中断20eCoskernel---同步机制同步机制有:互斥量（mutex）信号量（semaphore）条件变量(condition)标志量(flag)消息邮箱(mbox)同步机制是内核为线程提供通信，以及对共享资源进行同步的机制21eCoskernel---同步机制voidcyg_user_start(){cyg_semaphore_init(&g_sem,0);cyg_thread_creat(12,thread_A,...);cyg_thread_creat(6,thread_B,...);cyg_thread_resume(thread_a);cyg_thread_resume(thread_b);}voidthread_A(){while(1){cyg_thread_delay(100);diag_printf(ThreadA:postsignal);cyg_semaphore_post(&g_sem);}}voidthread_B(){while(1){cyg_semaphore_wait(&g_sem);diag_printf(ThreadB:getsignal);}}信号量例子22eCoskernel---时钟eCos内核使用时钟特性来提供超时、延迟、线程调度、计数器、报警器、定时器等服务.通常1tick=10ms.23eCos驱动开发24eCos驱动---架构主要设备类型:字符设备,块设备,网络设备25eCos驱动---3种中断模型26eCos驱动---字符设备驱动接口开发eCosLogicDriver#defineCHAR_DEVIO_TABLE(_l,_write,_read,_select,_get_config,_set_config)\cyg_devio_table_t_l={\_write,\_read,\cyg_devio_bwrite,\cyg_devio_bread,\_select,\_get_config,\_set_config,\};#defineCHAR_DEVTAB_ENTRY(_l,_name,_dep_name,_handlers,_init,_lookup,_priv)\cyg_devtab_entry_t_lCYG_HAL_TABLE_ENTRY(devtab)={\_name,\_dep_name,\_handlers,\_init,\_lookup,\_priv,\CYG_DEVTAB_STATUS_CHAR\};HardwareDriverCodeCHAR_DEVIO_TABLE(spg293_ts_handlers,NULL,//Unsupportedwrite()functionts_read,ts_select,ts_get_config,ts_set_config);CHAR_DEVTAB_ENTRY(spg293_ts_device,CYGDAT_DEVS_TOUCH_SPG293_NAME,NULL,//Basedevicename&spg293_ts_handlers,ts_init,ts_lookup,NULL);27eCos驱动---应用层调用IO接口28eCosfilesystem2930文件系统屏蔽底层细节，用户可以在ROM、RAM、网络、硬盘、SD卡、CF卡、USB等很多种介质上实现“按名存取”。文件系统的本质是“按名存取”，把文件名字和数据对应起来eCosfilesystemeCos文件系统符合POSIX标准31eCosnetworking3233随着网络应用的普及，嵌入式系统对网络的要求也越来越迫切．eCos为满足这种需求，在网络方面提供了强有力支持．它包含公共的网络协议包（CommonNetworkingPackage）支持完整的TCP/IP网络协议栈,提供了基于OpenBSD和FreeBSD的两种实现.目前支持的网络服务包括FTP,TFTP,SNMP,DNS,HTTP等等．eCosnetworkingeCosNetFramework34eCos宿主机开发平台35eCos开发环境的建立３.安装ecos开发包和配置工具Configtool(GNUCygnusWindows)与平台相关的交叉开发工具4.安装WinCVS组件管理的一些重要概念配置选项：１．最基本的可配置单元２．每个配置选项对应一个单一的选择，可以选中还是禁止，或者设成某个值３．每个配置选项都有一个宏与其对应，该宏用于系统源码级控制４．对于特定的ecos应用，可以通过调整配置选择来满足应用的特定需求37eCos组件管理的一些重要概念组件：１,组件可以包含更多的配置选项２,组件也是一个配置选项，用户可以对组件的所有功能的使能和禁止进行选择３,组件可以是一组相关配置选项称呼,此时没有宏名与此对应38eCos组件管理的一些重要概念包：是一种特殊类型的组件，它是组件的发布单位。对于一个包含了所有源代码、头文件、说明文档和其他一些相关文件的包，可以形成一个发布文件。39eCos配置工具屏幕布局40eCos应用开发过程4142建立eCos映像文件43建立eCos应用程序映像文件eCos技术资料44Thanks!45