实时操作系统VxWorks

开发
VxWorks 操作系统包括了进程管理、存储管理、设备管理、文件系统管理、网络协议及系统应用等几个部分。VxWorks只占用了很小的存储空间,并可高度裁减,保证了系统能以较高的效率运行。

一 VxWorks组成部分

VxWorks 操作系统包括了进程管理、存储管理、设备管理、文件系统管理、网络协议及系统应用等几个部分。VxWorks只占用了很小的存储空间,并可高度裁减,保证了系统能以较高的效率运行。 VxWorks由以下几个主要部分组成:

1.高性能的实时操作系统核心 wind

VxWorks 的核心,被称作 wind,包括多任务调度(采用优先级抢占方式),任务间的同步和进程间通信机制以及中断处理,看门狗和内存管理机制。一个多任务环境允许实时应用程序以一套独立任务的方式构筑,每个任务拥有独立的执行线程和它自己的一套系统资源。进程间通信机制使得这些任务的行为同步、协调。

wind使用中断驱动和优先级的方式。它缩短了上下文转换的时间开销和中断的时延。在 VxWorks 中,任何例程都可以被启动为一个单独的任务,拥有它自己的上下文和堆栈。还有一些其它的任务机制可以使任务挂起、继续、删除、延时或改变优先级。

wind 核提供信号量作为任务间同步和互斥的机制。在 wind 核中有几种类型的信号量,它们分别针对不同的应用需求:二进制信号量、计数信号量、互斥信号量和POSIX 信号量。所有的这些信号量是快速和高效的,它们除了被应用在开发设计过程中外,还被广泛地应用在 VxWorks 高层应用系统中。对于进程间通信,wind 核也提供了诸如消息队列、管道、套接字和信号等机制。


2. I/O 系统

VxWorks 提供了一个快速灵活的与 ANSI C 兼容的 I/O 系统,包括 UNIX 标准的缓冲 I/O 和POSIX 标准的异步 I/O。VxWorks 包括以下驱动程序:网络驱动、管道驱动、RAM盘驱动、SCSI驱动、键盘驱动、显示驱动、磁盘驱动、并口驱动等。


3.文件系统

VxWorks 提供的快速文件系统适合于实时系统应用。它包括几种支持使用块设备(如磁盘)的本地文件系统。这些设备都使用一个标准的接口从而使得文件系统能够被灵活地在设备驱动程序上移植。另外,VxWorks 也支持 SCSI 磁带设备的本地文件系统。VxWorks I/O 体系结构甚至还支持在一个单独的 VxWorks 系统上同时并存几个不同的文件系统。VxWorks 支持四种文件系统: dosFs,rt11Fs,rawFs 和 tapeFs。另一方面,普通数据文件,外部设备都统一作为文件处理。它们在用户面前有相同的语法定义,使用相同的保护机制。这样既简化了系统设计又便于用户使用。


4.板级支持包 BSP(Board Support Package)

板级支持包对各种板子的硬件功能提供了统一的软件接口,它包括硬件初始化、中断的产生和处理、硬件时钟和计时器管理、局域和总线内存地址映射、内存分配等等。每个板级支持包括一个 ROM 启动(Boot ROM)或其它启动机制。


5.网络设施

VxWorks的网络结构如图2所示,它提供了对其它网络和 TCP/IP 网络系统的"透明"访问,包括与BSD套接字兼容的编程接口,远程过程调用(RPC),SNMP(可选项),远程文件访问(包括客户端和服务端的NFS机制以及使用RSH,FTP 或 TFTP的非NFS机制)以及BOOTP 和 ARP 代理。无论是松耦合的串行线路、标准的以太网连接还是紧耦合的利用共享内存的背板总线,所有的 VxWorks 网络机制都遵循标准的 Internet 协议。


6.先进的系列网络产品

VxWorks内的WindNet 是先进的、系列的网络产品,这些产品扩展了VxWorks的网络特性并增强了嵌入式处理器的网络特性。WindNet SNMPWindNet STREAMSWindNet 第三方产品,包括 OSI、SS7、ATM、Frame Relay、CORBA、ISDN、X.25、CMIP/GDMO、分布式网络管理等。

 

7.虚拟内存(即 VxVMI 选项)与共享内存(即 VxMP 选项)

VxVMI 为带有 MMU 的目标板提供了虚拟内存机制。VxMP 提供了共享信号量,消息队列和在不同处理器之间的共享内存区域。

8.目标代理(Target Agent)

目标代理遵循 WBD(Wind Debug)协议,允许目标机与主机上的 Tornado 开发工具相连。在目标代理的缺省设置中,如图3所示,目标代理是以 VxWorks 的一个任务--tWdbTask 的形式运行的。

Tornado 目标服务器(Target Server)向目标代理发送调试请求。调试请求通常决定目标代理对系统中其它任务的控制和处理。缺省状态下,目标服务器与目标代理通过网络进行通信,但是用户也可以改变通信方式。

9.实用库

VxWorks 提供了一个实用例程的扩展集,包括中断处理、看门狗计时器、消息登录、内存分配、字符扫描、线缓冲和环缓冲管理、链表管理和 ANSI C 标准。


10.基于目标机的工具

在 Tornado 开发系统中,开发工具是驻留在主机上的。但是也可以根据需要将基于目标机的Shell 和装载卸载模块加入 VxWorks。

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责任编辑:张燕妮 来源: cnemb.com
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