嵌入式实时操作系统VxWorks入门-开发环境构建

嵌入式实时操作系统VxWorks入门－开发环境构建scholinktech建议删除该贴!!|收藏|回复|2009-11-0316:22:03楼主VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS)，它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。在美国的F-16、FA-18战斗机、B-2隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至连1997年4月在火星表面登陆的火星探测器上也使用到了VxWorks。VxWorks原先对中国区禁止销售，自解禁以来，在我们的军事、通信、工业控制等领域得到了非常广泛的应用。嵌入式系统的调试方法一般为通过PC(宿主机)上的集成开发环境交叉编译针对特定电路板(目标机)的程序，然后将程序通过目标板的JTAG、串口或网口等途径下载到目标板上运行。如图1。因此，为了构造一个嵌入式系统的学习环境，拥有一块包含CPU、存储器及I/O电路(构造计算机系统)的目标电路板往往是必要的。虽然许多集成开发环境附带模拟软件，但仅限于指令集的模拟，均无法模拟物理的目标机硬件平台，因而在其上只能进行应用程序的象征性模拟开发。但是，并非所有人都能拥有一块物理的电路板。在这种情况下，我们如何构造一个模拟的开发环境，其学习效果就如同拥有完全真实的电路板一样呢?本文试图解答此问题。主体内容包括四个方面：1.利用VMware等软件模拟真实的目标机2.构建VMware虚拟PC上VxWorksBSP，建立Bootrom和OS映像3.修改Tornado相关设置，连接宿主机与目标机，建立调试通道4.写一个简单的应用程序并下载到目标系统运行图1嵌入式系统的调试本章工作的最终目标为：1.VxWorks在VMware启动成功并顺利运行，如图：图2在VMware中运行的VxWorks2.可在Tornado上针对目标板编译程序并进行调试，如图3：图3与目标机建立调试通道的Tornado1.模拟目标机PC也具有目标机的所有特点，实际上，我们可以把PC作为嵌入式系统的目标机，从而构造如图4所示的开发模型：图4PC作为目标机很遗憾，这种方法实际上非常麻烦，同时开动两台PC进行调试将使你和你的室友饱受折磨，既然他如此地热切于游戏和上网。因此，我们可以借助VMware来在本机上虚拟出另一PC。VMware的确是天才的作品!在同一PC上，利用VMware几乎可以安装所有的操作系统，而且操作系统之间的切换不需要重新启动电脑。VM的意义是VirtualMachine，即虚拟出一个逻辑的电脑，它可以提供基于IntelCPU的虚拟PC系统环境，包括CPU、内存、BIOS、硬盘和其他外围硬件设备。下面我们讲解用VMware来建立一台虚拟PC的步骤：(1)下载并安装VMware;(2)使用VMware向导建立一个针对VxWorks的虚拟机;此步骤中注意在操作系统中选择“other”，如图5：由于目标机最终通过软盘启动，因此要求你的电脑具有软驱。很遗憾，当年日常使用的软盘如今成了古董，很少再有电脑配备软驱。因此，我们再来制造一个假冒伪劣产品，虚拟一个软驱。又一个天才的工具软件RamDiskNT为我们提供了这一便利，图6演示了用RamDiskNT虚拟一个1.44M软盘的方法。仅仅虚拟一个软驱是不够的，把这个软驱添加到我们建立的虚拟机中才算修成正果，图7演示了添加软驱后的虚拟机硬件设置。2.构造BSP2.1下载和编译网卡驱动VMware为运行于其上的操作系统提供虚拟网卡支持，该网卡类型即为AMD的PC-NET，在Tornado开发包中已经包含了该类型网卡的驱动程序，但经过测试，在VMware环境中该驱动无法正常工作，所以可从AMD的网站上下载最新的驱动程序。下载得到的是一个可执行的安装程序，运行该程序将得到一个压缩包和一个帮助文件，按照该帮助的要求，将压缩包直接释放到Tornado目录下。如果提示是否允许覆盖文件，则选择允许。此后按如下步骤完成驱动程序的编译和替换：打开一个控制台窗口，运行批处理程序：C:\tornado2.2\host\x86-win32\bin\torVars.bat;该批处理文件用于设置环境变量，其内容为：remCommandlinebuildenvironmentssetWIND_HOST_TYPE=x86-win32setWIND_BASE=C:\Tornado2.2setPATH=%WIND_BASE%\host\%WIND_HOST_TYPE%\bin;%PATH%如果没有设置成功，可以手工设置这些环境变量。定位到C:\tornado2.2\target\src\drv\end目录，运行：makeCPU=PENTIUMtool=gnuln97xend.o定位到C:\tornado2.2\target\lib\pentium\PENTIUM\common目录，并将上一步生成的文件ln97xend.o复制到此目录下。备份此目录下的文件libdrv.a；运行命令arpentium-dlibdrv.aln97xEnd.o，删除libdrv.a中原有的ln97xEnd模块；运行命令arpentium-raiOlicomEnd.olibdrv.aln97xEnd.o将我们刚刚创建的新ln97xEnd模块添加进去。2.2修改配置文件我们要修改编译VxWorks的配置头文件Config.h中定义的一些参数，使编译出来的系统引导程序和VxWorks的映象符合我们的要求;同时还要修改sysLn97xEnd.c这个文件，以使系统的网络功能正常运行。(1)定位到目录C:\tornado2.2\target\config\pcPentium，并打开该目录下Config.h文件；(2)查找到定义DEFAULT_BOOT_LINE宏的地方，修改预处理条件CPU==PENTIUM分支下的定义如下：#defineDEFAULT_BOOT_LINE\lnPci(0,0)your_host_name:d:\\vxWorksh=192.168.80.169e=192.168.80.254u=targetpw=vxworkstn=target其中：lnPci(0,0)指定了使用第0个网卡和第0个处理器，lnPci这个标识会因为使用的驱动程序不同而有所不同，但这里用lnPci就可以了；host指定你的主机的名字，使用host就可以；d:\\vxWorks指定了VxWorks映象下载的完整路径(后面会有说明)；h=192.168.80.169是宿主机的IP地址，可以根据实际情况修改；e=192.168.80.254是目标机的IP地址，可以根据实际情况修改；u=target指定了FTP服务器的用户名，这个FTP就是用来下载VxWorks映象的；pw=vxworks是FTP服务器与用户名target对应的密码；tn=target指定目标机的名字，任意指定即可。(3)指定网卡驱动程序首先定位到“Networkdriveroptions”这段文字，保证INCLUDE_END和INCLUDE_LN_97X_END这两个宏处于定义状态(define)，其他的宏都处于未定义状态(undef)，即：以下为引用的内容：／＊Networkdriveroptions*/#defineINCLUDE_END／＊EnhancedNetworkDriverSupport*/#undefINCLUDE_DEC21X40_END／＊(END)DEC21x4xPCIinterface*/#undefINCLUDE_EL_3C90X_END／＊(END)3ComFastEtherLinkXLPCI*/#undefINCLUDE_ELT_3C509_END／＊(END)3ComEtherLinkIIIinterface*/#undefINCLUDE_ENE_END／＊(END)Eagle/NovellNE2000interface*/#undefINCLUDE_FEI_END／＊(END)Intel8255【7/8/9】PCIinterface*/#undefINCLUDE_GEI8254X_END／＊(END)Intel82543/82544PCIinterface*/#defineINCLUDE_LN_97X_END／＊(END)AMD79C97xPCIinterface*/#undefINCLUDE_ULTRA_END／＊(END)SMCElite16Ultrainterface*/#undefINCLUDE_BSD／＊BSD/NetifDriverSupport(Deprecated)*/#undefINCLUDE_EEX／＊(BSD)IntelEtherExpressinterface*/#undefINCLUDE_EEX32／＊(BSD)IntelEtherExpressflash32*/#undefINCLUDE_ELC／＊(BSD)SMCElite16interface*/#undefINCLUDE_ESMC／＊(BSD)SMC91c9xEthernetinterface*/(4)包含PC_CONSOLE缺省情况下，VxWorks系统是不接受外部输入设备(如键盘)的输入，也不向外部输出设备(如显示器)输出数据。为了便于调试，我们必须改变它的这种缺省状态，包含对PC控制台的支持。查找定位宏INCLUDE_PC_CONSOLE，保证其处于定义状态(define)即可，即：以下为引用的内容：#defineINCLUDE_PC_CONSOLE／＊PCkeyboardandVGAconsole*/#ifdefINCLUDE_PC_CONSOLE#definePC_CONSOLE(0)／＊consolenumber*/#defineN_VIRTUAL_CONSOLES(2)／＊shell/application*/#endif／＊INCLUDE_PC_CONSOLE*/(5)修改sysLn97xEnd.c打开C:\tornado2.2\target\config\pcPentium目录下的sysLn97xEnd.c文件，先定位到“memory-mappedIObase”这段文字，然后将其前面的参数由pciRsrc【endUnit】.bar【1】修改为NONE，保存即可，即：以下为引用的内容：sprintf(paramStr,paramTemplate,endUnit,／＊ENDunitnumber*/NONE,／＊memory-mappedIObase*/pciRsrc【endUnit】.bar【0】,／＊IOaddressspacebase*/PCI2DRAM_BASE_ADRS,／＊hostPCImem.base*/pciRsrc【endUnit】.irqvec,／＊IRQvector*/pciRsrc【endUnit】.irq,／＊IRQnumber*/LN97X_CSR3_VALUE,／＊csr3registervalue*/LN97X_OFFS_VALUE,／＊offset*/LN97X_RSVD_FLAGS,／＊flags(reserved)*/&ln97xStrDesc【typeIdx】／＊devicedescription*/);2.3编译Bootrom和VxWorks映像编译Bootrom打开Tornado开发工具，在Build菜单下选择BuildBootROM，选择BSP为pcPentium，image类型为bootrom，工具为gnu，如图8。点击OK，Bootrom就会编译。编译VxWorks映像编译生成bootrom后，还要创建一个VxWorks映象(image)，也就是VxWorks操作系统本身的代码，步骤为：(1)创建一个“bootableVxWorksimage”的工程，BSP选择pentium；(2)选择需要的VxWorks组件如图10，在这个