隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域,得到了廣泛的應(yīng)用。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分,在網(wǎng)絡(luò)通信、在線事務(wù)處理、生產(chǎn)過(guò)程控制、交通控制等方面起到越來(lái)越重要的作用。微處理器的設(shè)計(jì)制造發(fā)展到今天,其尺寸不斷縮小、性能不斷增強(qiáng),這也使得嵌入式的應(yīng)用更加簡(jiǎn)潔、高效。 論文研究的BSP(Board Support Package,板極支持包)是基于自行開(kāi)發(fā)的PowerPC單板機(jī)(SBC)系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件部分主要芯片采用Freescale公司的MPC7447A微處理器和Tundra公司的主機(jī)橋芯片Tsi109,軟件部分采用WindRiver公司的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks。通常,單板機(jī)系統(tǒng)由于其系統(tǒng)硬件的限制或者無(wú)操作系統(tǒng),使其不具有較高的性能,而本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)因?yàn)樵谳^小面積內(nèi)高度集成具有強(qiáng)大功能的芯片,并采用專為嵌入式實(shí)時(shí)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的模塊化的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),使單板機(jī)具有強(qiáng)實(shí)時(shí)、高密度、高性能、低功耗、體積小、應(yīng)用廣的特點(diǎn)。 作為VxWorks嵌入式系統(tǒng)的主要組成部分的板極支持包,將為硬件系統(tǒng)提供必要的軟件接口,對(duì)操作系統(tǒng)和上層應(yīng)用程序的支撐搭建平臺(tái)。為解決系統(tǒng)在BSP開(kāi)發(fā)技術(shù)中的問(wèn)題,論文以BSP技術(shù)為主要研究?jī)?nèi)容,在BSP的基本概念、開(kāi)發(fā)技術(shù)、執(zhí)行流程、設(shè)計(jì)內(nèi)容等方面進(jìn)行了探討和研究。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中通過(guò)對(duì)VxWorks操作系統(tǒng)的BSP技術(shù)理論及其實(shí)現(xiàn)的通用方法和Tornado軟件系統(tǒng)提供的大量源代碼進(jìn)行研讀,分析了基于PowerPC微處理器的硬件系統(tǒng)的BSP結(jié)構(gòu)組織、硬件初始化、系統(tǒng)初始化、外圍設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)思路等,并詳細(xì)論述了基于PowerPC微處理器和主機(jī)橋的硬件系統(tǒng)的系統(tǒng)引導(dǎo)程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)對(duì)芯片和其他硬件設(shè)備的管理思想、硬件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)調(diào)試相關(guān)的問(wèn)題。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：TP368.11
【部分圖文】：

嵌入式系統(tǒng)的硬件構(gòu)成包括微處理器、外圍設(shè)備等。如果采用單一和其他各種硬件外設(shè)構(gòu)成系統(tǒng)，會(huì)造成硬件系統(tǒng)復(fù)雜，為不穩(wěn)定因素埋因此，大多數(shù)微處理器集成了部分外設(shè)，如內(nèi)存單元、中斷控制器等。的設(shè)計(jì)也使得系統(tǒng)性能、擴(kuò)展性、應(yīng)用范圍等有相當(dāng)?shù)木窒扌�。本論文板機(jī)系統(tǒng)突破以往系統(tǒng)設(shè)計(jì)的局限，采用的是高性能 PowerPC604 核的 MPC7447A 和橋接芯片 Tsi109 搭載。MPC7447A 微處理器屬于 FreesG4 處理器系列，該系列處理器以高性能、低功耗的特點(diǎn)著稱，并廣泛應(yīng)、工業(yè)等領(lǐng)域。MPC7447A 處理器主頻可以達(dá)到 1.4GHz 運(yùn)算速度可以MIPS。Tundra Tsi109 橋接芯片將所有通用外設(shè)接口集成化，采用這樣的搭建的系統(tǒng)不僅能以低于 10W 的功率得到上 GHz 級(jí)的性能，還具有簡(jiǎn)和良好的通用性、擴(kuò)展性。板機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論文采用 PowerPC7447A 和橋接芯片 Tsi109 組建單板機(jī)的硬件系統(tǒng)，其如圖 3-1 所示。

圖 4-4 中斷向量表⑵ sysTsi_IntConnect()sysTsi_IntConnect()函數(shù)將完成中斷向量與中斷服務(wù)程序的連接，接收類似于onnect()中的參數(shù)，調(diào)用 malloc()函數(shù)為中斷處理描述符數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)申請(qǐng)內(nèi)初始化中斷處理描述符數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在中斷向量表中插入 malloc()返回值。⑶ 中斷多路處理中斷驅(qū)動(dòng)程序必須提供一個(gè)中斷多路處理程序，它可以根據(jù)系統(tǒng)產(chǎn)生的中斷調(diào)用正確的中斷服務(wù)程序。它在中斷控制器初始化函數(shù) sysTsi_IntInit()中被調(diào)由于 PowerPC 核心只是接收一個(gè)外部中斷異常，PowerPC 將所有的外部中斷作異常，這個(gè)多路程序應(yīng)該被縛到 PowerPC 外部中斷向量（0x500）上，類碼如下：intConnect((VOIDFUNCPTR*)_EXE_OFF_INTR,sysTsi_IntHandler);cIn_EXE_OFF_INTR 連接帶中斷向量；sysTsi_IntHandler 是作為一個(gè)多路處理被調(diào)用,該函數(shù)完成中斷應(yīng)答循環(huán)、從中斷控制器上獲得中斷向量、管理處理斷屏蔽、復(fù)位外部中斷 line、利用中斷向量在系統(tǒng)中斷向量表中調(diào)用中斷處

圖 5-1 VxWorks 串行設(shè)備驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)層次一方面，虛擬設(shè)備 ttyDrv 將自身的入口點(diǎn)函數(shù)掛在 I/O 系統(tǒng)上，述符并將其加入到設(shè)備列表中。當(dāng)用戶有 I/O 請(qǐng)求包到達(dá) I/O 系統(tǒng)中會(huì)調(diào)用ttyDrv相應(yīng)的函數(shù)響應(yīng)請(qǐng)求。在I/O系統(tǒng)看來(lái)，與之打交道的是另一方面，ttyDrv 負(fù)責(zé)與實(shí)際的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序交換信息。通過(guò)設(shè)備驅(qū)的回調(diào)函數(shù)及必要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，ttyDrv 將系統(tǒng)的 I/O 請(qǐng)求作相應(yīng)的處設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成實(shí)際的 I/O 操作。圖 5-2 給出的數(shù)據(jù)流向。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2862218