2003-Vxworks基础
VxWorks任务基础
任务优先级
从0（最高）到255（最低） 程序员可以动态地对优先级进行操作 – taskPriorityGet (tid, &priority) – taskPrioritySet (tid, priority) 使用这些函数会使得程序分析起来比较困难，不 建议使用
任务堆栈（stack）
什么时候会发生上下文切换
任务在执行过程中会发生同步上下文切换 – 任务自身发生阻塞、延时、挂起等状态变化 – 当一个优先级高的任务准备运行 – 降低任务的优先级或任务退出执行（不常发生） 当有中断ISR到来时会发生异步上下文切换 – 使得一个优先级高的任务准备运行 – 挂起当前的任务或降低它的优先级（不常发生） 同步上下文切换比异步上下文切换要保存的寄 存器少，因此切换速度快
任务控制
（2）任务挂起/恢复(suspend/resume) taskSuspend(tid) 使任务不能够执行 可以被增加阻塞和睡眠状态 一个任务可以安全地挂起自己 taskResume(tid) 取消挂起 通常taskSuspend()和taskResume()被用于调试 和开发的目的
任务控制
(3)任务睡眠（delayed） 使任务睡眠一定的系统时钟周期 – STATUS taskDelay（ticks） 每隔1/7秒进行轮询 FOREVER{ taskDelayed( sysClkRateGet()/7); … } 使用sysClkRateSet()改变时钟频率
4.5.3 代码重入（Reentrancy）
代码重载是指同一段代码可以被多个任务调用， 而且不出错。 代码内应该无全局变量或静态变量；代码不修 改自身。 VxWorks使用下面的机制来实现重入 – 动态堆栈变量 – 由信号量保护的全局或静态变量 – 任务变量
VxWorks操作系统基础(适合初学者阅读)2024新版
系统库（System Library）
提供一系列操作系统服务，如文件操作、网络协议栈等。
驱动程序（Device Drivers）
与硬件设备交互，实现对硬件设备的控制和管理。
内核组成及作用
内核组成及作用
01
内核的主要作用包括
02 管理系统资源，如CPU、内存、I/O设备等 。
06
VxWorks文件系统操作指南
文件系统类型及特点介绍
RAM-based File System
基于RAM的文件系统，读写速度快，但数据在 关机后丢失。
TrueFFS
Wind River特有的闪存文件系统，提供磨损均 衡和掉电保护功能。
ABCD
DOS File System (dosFs)
兼容MS-DOS的文件系统，支持FAT12、FAT16 和FAT32格式。
01
VxWorks操作系统概述
VxWorks操作系统定义
VxWorks是一款由美国风河公司（ Wind River）开发的嵌入式实时操 作系统（RTOS），专为需要实时响 应和高可靠性的应用而设计。
VxWorks提供了丰富的中间件和开发 工具，支持多种处理器架构和硬件平 台，广泛应用于航空、航天、通信、 医疗、工业自动化等领域。
在ISR中处理完中断事件后， 需要及时清除中断标志，避 免重复处理。
中断优先级设置和嵌套处理
01
VxWorks支持多级中断优先级，高优先级的中断可以打断低优先 级的中断处理。
02
中断优先级可以通过配置文件或动态调整进行设置，以满 足不同应用场景的需求。
03
在处理中断时，如果发生更高优先级的中断请求， VxWorks会自动保存当前中断的上下文信息，并跳转到更 高优先级的中断处理程序中。处理完成后，再恢复之前中 断的上下文信息并继续执行。这种机制称为中断嵌套处理 。
VxWorks入门
1. 概述1.1 TORNADO 组件1.1.1 开发工具1.1.2 实时系统1.1.3 Tornado 文件目录1.2 硬件/软件配置1.3 booting介绍1.4 Tornado开始过程1.5 WDB 代理2 Projects2.1 bootable projects2.2 集成模拟器vxsim2.3 Downloadable projects 2.4 build说明3 WindSh 和Browser3.1 WindSh3.2 Browser4 CrossWind4.1 Debugging简介4.2 任务级Debugging 4.3 系统级DebuggingVxWorks 是美国Wind River System 公司（以下简称风河公司，即WRS 公司）推出的一个实时操作系统。
WRS 公司组建于1981年，是一个专门从事实时操作系统开发与生产的软件公司，该公司在实时操作系统领域被世界公认为是最具有领导作用的公司。
VxWorks 是一个运行在目标机上的高性能、可裁减的嵌入式实时操作系统。
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。
1984年WRS 公司推出它的第一个版本--VxWorks 1.0.1，在1999年推出了它的最新版本VxWorks 5.4。
从1995年以后，WRS 公司推出了一套实时操作系统开发环境-- Tornado。
1.1 Tornado2.0 组件Tornado是嵌入式实时领域里最新一代的开发调试环境。
Tornado给嵌入式系统开发人员提供了一个不受目标机资源限制的超级开发和调试环境。
T ornado包含三个高度集成的部分：. 运行在宿主机和目标机上的强有力的交叉开发工具和实用程序；. 运行在目标机上的高性能、可裁剪的实时操作系统VxWorks；. 连接宿主机和目标机的多种通讯方式，如：以太网，串口线，ICE或ROM仿真器等。
Vxworks基础
为各种目标板的硬件功能提供了统一的软件接口 它们包括： 硬件初始化 中断处理和产生 硬件时钟和定时器管理 内存映射和分配 BSP还包括boot Rom和其它启动机制 sysLib和sysALib库是VxWorks可移植的核心
Vxworks操作系统将一切与硬件有关的功能模块都放在BSP库中。该BSP库是硬件与软件的接口，处理硬件的初始化、中断处理与产生、硬件时钟与定时管理、局部和总线内存空间的映射、内存大小定义，等等。能够自行启动目标机、初始化目标机、能够与host通信以下载Vxworks核、把控制权交给Vxworks核来调用用户应用程序等功能。
Tornado 系统结构
POSIX Library
Real-Time Embedded Application
Host
VxSim
Debug Agent
Tornado Plug-ins
Target
Target Server
Launcher
Core OS
BSP
Ethernet
Serial Line
板支持包（BSP）
VxWorks的特点--高度伸缩性的环境
Stand-alone kernel up to full featured OS
0
100
200
300
400
500
Maximum Equipped
File System
Networking
O.S.
m
Memory Requirements (Kbytes)
VxWorks （1）
Vxworks提供了一套丰富的任务间通信机制，包括： ●内存共享（Shared memory）：简单的数据共享方法 ●信号量（Semaphore）：用于基本的互斥及同步 ●消息队列（Message queues）和管道（pipe）： 用于同一CPU上任务间消息的传递 ●套接口（Socket）和远程程序调用（RPC）： 用于网络上任务间的通信 ●信号（Signal）：用于异常处理 此外，Vxworks提供了三种共享内存的对象（shared-memory objects） 来实现运行在不同CPU上的任务间的高速同步和通信。 ●共享信号量（shared semaphores）：有二进制，记数型两种 ●共享消息队列（shared message queues） ●共享内存分区（shared-memory partitions）：有系统类型和用户类型
VxWorks基础培训
SHELL
EDIT DEBUGGER
Project
Browser
Windview
WDB
The WDB (Wind DeBug) protocol specifies how the target server (on the host) communicates with the target agent (on the target).
在VxWorks中，任务有几种状态 ：就绪 （READY）、阻塞（PEND）、睡眠 （DELAY）、挂起（SUSPEND）及它们的 组合DELAY+S、PEND+S、PEND+T、 PEND+S+T、State+I。
任务状态转换
• Wind微内核的状态迁移表如下图所示：
Wind内核的任务调度
• 多任务处理需要一个调度法则对CPU准备运行的
基于优先级的抢占式调度与轮转调度算法相结合调度示意图
抢占上锁
• Wind的调度器可以通过tasklock( )和
taskUnlock( )对一个任务锁定或允许抢先调 度。当一个任务通过调用taskLock( )来锁定 抢先调度，在任务的运行期间就避免了高 优先级的任务的抢占。
VxWorks任务编程接口
删除安全
• 互斥中的另一个问题涉及到任务的删除。删除一
个在临界资源中的正在执行的任务往往会带来严 重的错误。
• 互斥信号量提供了一个SEM_DELETE_SAFE的参
数使得每个semTake（）都含有taskSafe()，且每 个semGive()都含有taskUnsafe()。通过这个方法， 一个持有信号量的任务就可以得到删除保护。
共享内存访问互斥
VxWorks基础知识(互联资料)
VxWorks基础知识收藏1.多任务：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。
3.任务切换之前要保存上下文。
4.优先级是动态的0~255，0级最高。
5.Wind内核taskLock()和taskUnlock（）禁止和解除抢占，但对中断不起作用。
6.异常处理：VxWorks异常处理包，一般是将引起异常的任务休眠，保存任务在异常出错处的状态值。
内核和其它任务继续执行。
7.为什么要共享存储区：任务间通信的最简单的方法是采用共享存储区，也即相关的各个任务分享属于它们的地址空间的同一内存区域。
8. 为什么要互斥：当某一地址空间用于数据交换时，为了避免冲突，对于内存的锁定是非常重要的。
一般来说，关中断是最有效的解决互斥的方法。
但这对于实时应用来说，它阻止系统对外部事件的响应，无法满足实时性的要求。
同样，中断延迟也是不能接受。
因为它们没有实时性。
所以要用信号量来完成互斥，主要是二进制信号量，并且二进制信号量不仅能完成互斥而且能完成同步！,但是关中断应该用到程序的初始化过程中。
9.信号量：VxWorks信号量提供最快速的任务间通信机制，它主要用于解决任务间的互斥和同步。
针对不同类型的问题，有以下三种信号量：⊙二进制信号量使用最快捷、最广泛，主要用于同步或互斥；⊙互斥信号量主要用于优先级继承、安全删除和回溯；⊙计数器VxWorks还提供POSIX信号量和多处理器上信号量的应用。
10.消息队列，任务之间利用消息队列发送和接收消息。
11.管道：管道是一种灵活的消息传送机制，它比消息队列强在有一个select()12.信号量的创建与删除：semBCreate() 创建（产生并激活）一个二进制信号量semMCreate() 创建（产生并激活）一个互斥信号量semCCreate() 创建（产生并激活）制一个计数信号量semDelete() 中止并自由信号量semTake（）获得信号量semGive() 给出信号量semFlush() 解锁所有正等待某一信号量的任务13.消息队列的创建与删除：msgQCreate() 创建（产生并激活）消息队列msgQDelete() 中止并自由信号量msgQSend() 向消息队列发送消息msgQReceive() 从消息队列接收消息14.网络通讯：与其它主机进行通信。
VxWorks操作指南
VxWorks操作指南项目\子项目名称：3G BTS平台分系统拟制部门：科技发展部拟制日期：2000.2.28目录1. 实时嵌入式操作系统V X W ORKS (3)2．V X W ORKS和T ORNADO (4)3．T ORNADO的配置 (5)3．1 主机的设置：Tornado Register (5)3．2 目标的设置 (6)4．T ORNADO开发工具的使用介绍 (7)4．1 Editor (7)4．2 Projects（Tornado 2.0版本特有） (7)4．3 Shell (8)4．4 Debugger (9)4．5 Browser (10)4．6 GNU工具 (10)4．7 Target Server (11)5．V X W ORKS的启动过程及相关例程 (12)5．1 VxWorks启动的一般原理 (12)5．2 MSDOS的启动过程 (13)6．V X W ORKS的多任务管理 (14)6．1多任务 (14)6．2任务状态转换 (14)6．3 wind任务的排序（scheduling）机制 (14)6．4 任务控制 (15)6.5 任务的删除和删除安全 (15)6．6 任务异常处理 (16)6．7 VxWorks系统任务 (16)7任务间通信（原语消息的传递） (16)7．1 概述 (16)7．2 互斥 (17)7．3 同步 (18)7．4 删除安全 (19)7．5 中断和任务间的通信 (19)8应用程序的加载 (19)1.实时嵌入式操作系统VxWorksVxWorks操作系统是一种应用广泛的嵌入式实时多任务操作系统。
其内核WIND具有强占式优先级排序的多任务处理能力，提供了任务间同步和通信的机制，支持中断处理、看门狗定时器和内存管理功能。
VxWorks的开发环境是Tornado，应用程序的开发语言是ANSI C和C++。
VxWorks的开发体系是代理-服务器（Agent-Server）结构体系，即驻留在主机（Host）的开发工具Tornado通过目标服务器（Target Server）指示目标上的目标代理（Target Agent）进行目标板上的操作并将结果返回给主机。
vxworks 系统的基本构成
Real-Time System
M emory Mgmt
File Systems
Kernel
I/ O S ys te m
D ev ic e D riv er s
Netw ork Stack
1-6
第一节 VxWorks操作系统的 VxWorks操作系统的 基本构成
1 板级支持包BSP 板级支持包BSP （Board Support Package） Package） BSP是系统用来管理外设的部分， BSP是系统用来管理外设的部分， 对各种板子的硬件功能提供了统一 的接口。它由初始化和驱动程序两 部分组成。
第一节 VxWorks操作系统的 VxWorks操作系统的 第二节 开发工具tornado 开发工具tornado 基本构成
2 微内核wind 微内核wind
wind内核的任务调度是基于 wind内核的任务调度是基于 抢占式的，这满足了实时的特性， 而对于相同优先级的任务又采用 时间片的轮转调度。它以快速上 下文转换时间和低中断等待为特 点。
第一节 VxWorks操作系统的 VxWorks操作系统的 基本构成
3 网络系统 VxWorks提供了对其他网络和 VxWorks提供了对其他网络和 TCP/IP网络系统的"透明" 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 BSD套接字兼容的编程接口、远程 过程调用（RPC）、SNMP、远程文 过程调用（RPC）、SNMP、远程文 件访问以及BOOTP和ARP代理。所有 件访问以及BOOTP和ARP代理。所有 的VxWorks网络机制都遵循标准的 VxWorks网络机制都遵循标准的 Internet协议 Internet协议
vxworks基础命令
精心整理1．与任务相关的命令sp function,[arg1],...,[arg9]－启动任务，最多接受9个参数，默认的优先级100、堆栈20000字节period n,function,[arg1],...,[arg8]－创建一个周期调用function的任务，周期为n秒，最多接受8个参数repeat m,function,[arg1],...,[arg8]－创建一个反复调用function的任务，调用次数为m，m＝0时永久调用，最多也是8个参数ts tidX －挂起任务tr tidX －恢复挂起的任务td tidX －删除任务i tidX －显示任务基本信息，参数为0时显示全部任务ti tidX －显示任务详细信息，包括寄存器、堆栈等tt tidX －显示任务的函数调用关系checkStack tidX －显示任务堆栈使用的历史统计，参数为0时显示全部任务[其中tidX可以为任务ID 也可以为任务名]2、系统信息lkup ["string"] －在系统符号表中查找并列出含有"string"字符的函数及全局变量，有两个特殊参数：0，给出符号表统计；""（空字符串），列出全部符号lkAddr addr －显示addr地址附近的符号表l addr,[n] －显示addr地址开始的n条指令的反汇编，n省略时默认为10条指令h [n] －n为0时列出最近执行的shell命令，默认20条；n非0时，设定shell记录的历史命令的数目d [addr,[number],[width]]－显示addr地址开始的number个单元的内容，width定制每个单元的宽度，可以是1、2、4、8m addr,[width] －按width宽度修改addr地址的内容，width 可以是1、2、4、8memShow 1 －显示系统分区上空闲和已分配空间的总数等printErrno value －打印系统定义的错误码的宏3、与网络相关的命令ifShow ["ifname"] - show info about network interfacesinetstatShow - show all Internet protocol socketstcpstatShow - show statistics for TCPudpstatShow - show statistics for UDPipstatShow - show statistics for IP icmpstatShow - show statistics for ICMParpShow - show a list of known ARP entriesmbufShow - show network stack data pool statisticsnetStackSysPoolShow - show network stack system pool statisticsrouteShow - display all IP routes (summary information)mRouteShow - display all IP routes (verbose information)routestatShow - display routing statisticsrouteAdd "destaddr","gateaddr" - add route to route table routeDelete "destaddr","gateaddr" - delete route from route table说明：上述大多数命令都可以在help、netHelp中查到。
VXWORKS入门
为了保证我的Tornado的纯净性，复制了一份C:\Tornado2.2\target\config\pcPentium_pm文件前重命名为Kontron_PM，
这是基于移动版的Pentium和处理器
１，网卡配置
根据PM板子上面的网络芯片为Intel82562系统的，同时根据
定任务或系统级断点设置、单步执行、异常处理。
内存、寄存器、变量的值通过菜单操作是无法实现的，需要在WindSh中执行
原语操作实现
5,驻留主机的目标服务器
目标服务器管理主机与目标机的通信，所有与目标机的交互工具
都通过目标服务器，它也管理主机上的目标机符号表，提供目
标模块的加载和卸载。
参数解释：
ata=0,0(0,0) 指定了使用第0个ata控制器和第0个驱动;
我们从硬盘或CF卡启动，应该是ata的设备，所以要改写成ata，
host 指定你的主机的名字，随便写拉;
/ata0/vxWorks 指定了VxWorks映象下载的完整路径，因为我们是从硬盘下载;
h=192.168.0.104 是宿主机的IP地址，查看你的网上邻居的本地连接，根据它填写;
Bootrom的生成
１，编译Bootrom
打开Tornado开发工具，在Build菜单下选择Build Boot ROM，选择BSP为Kontron_PM，
image类型为bootrom，工具为gnu，如图。点击OK，Bootrom就会编译。编译成功后，会在BSP目录下生产bootrom文件
objcopypentium -O binary --gap-fill=0 bootrom bootrom.sys
VxWorks入门
嵌入式实时操作系统VxWorks入门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VxWorks BSP，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2;图2 在VMware中运行的VxWorks(2)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4 PC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。
VxWorks操作系统基础
VxWorks操作系统基础1 实时操作系统概述31.1 实时操作系统31.2 基本概念32 VxWorks的系统综述42.1 VxWorks 42.2 Tornado 63 VxWorks操作系统基础73.1 VxWorks的任务73.1.1 多任务73.1.2 任务的状态迁移83.1.3 Wind内核的任务调度93.1.4 任务控制93.1.5 任务扩展性123.1.6 任务错误状态：errno 133.1.7 任务异常处理143.1.8 共享代码和代码重入143.1.9 VxWorks的系统任务173.2 任务间通信183.2.1 共享数据结构183.2.2 互斥183.2.3 信号量Semaphores 193.2.3.1 二值信号量203.2.3.2 互斥信号量223.2.3.3 计数信号量233.2.3.4 信号量的特殊参数243.2.4 消息队列243.2.5 管道263.2.6 跨网络的任务间通信263.2.7 信号263.3 中断服务代码273.3.1 应用代码与中断连接273.3.2 中断堆栈283.3.3 ISRs的一些特殊限制283.3.4 中断级别的异常283.3.5 保持高中断级别293.3.6 对高中断级别的ISRs的一些附加限制29 3.3.7 中断与任务间的通信293.4 看门狗计时器Watchdog Timers 294 VxWorks中的函数库：304.1 TaskLib: 304.2 ErrnoLib: 304.3 SigLib: 314.4 LstLib: 314.5 MemLib: 321 实时操作系统概述1.1实时操作系统在计算的早期开发的操作系统的最原始的结构形式是一个统一的实体(monolithic)。
在这样的系统中，提供的不同功能的模块，如处理器管理、内存管理、输入输出等，通常是独立的。
他们在执行过程中并不考虑其他正在使用中的模块，各个模块都以相同的时间粒度运行，即严格按时间片分时方式运行。
VxWorks开发教程
错误定位与排查方法
介绍针对不同类型的错误，如何采用有效的定位与排 查方法，如查看日志文件、使用调试器等。
问题解决经验分享
分享在解决VxWorks开发过程中遇到问题的 经验和技巧，帮助开发人员快速解决问题并避 免类似问题的再次出现。
THANK YOU
感谢聆听
消息队列是一种进程间通信机制，允许任务 之间发送和接收消息。
管道
管道是一种半双工的进程间通信机制，允许 任务之间以流的方式传输数据。
共享内存
共享内存允许多个任务访问同一块内存空间， 需要进行同步以避免数据冲突。
04
VxWorks驱动程序开发
设备驱动模型及框架介绍
80%
设备驱动模型
VxWorks采用层次化的设备驱动 模型，包括设备驱动管理层、设备 驱动服务层和硬件抽象层。
VxWorks开发教程
目
CONTENCT
录
• VxWorks概述 • VxWorks开发环境搭建 • VxWorks内核机制解析 • VxWorks驱动程序开发 • VxWorks网络编程技术探讨 • VxWorks图形界面设计实践 • VxWorks调试与优化技巧分享
01
VxWorks概述
VxWorks定义与特点
02
优化算法选择
03
系统资源调优
探讨针对不同性能问题的优化算 法选择，包括时间复杂度优化、 空间复杂度优化等。
提供系统资源调优的建议，如合 理分配内存、优化任务调度等， 以提高程序运行效率。
常见问题排查思路总结
常见错误类型分析
总结在VxWorks开发过程中常见的错误类型， 如编译错误、链接错误、运行时错误等，并分 析其产生原因。
中断优先级
VxWorks基础知识
嵌入式操作系统VxWorks
BSP在单板软件中的地位：
OSS driver
vxWorks等操作系统 BSP 硬件
最小BSP的定义
广义上讲，单板中所有控制CPU系统硬件的程序， 都属于单板的BSP，但为了调试方便和软件的模 块化，通常将与单板最小系统相关的程序简称 为BSP，而将其他程序称为驱动程序。 对于嵌入式系统来说，所谓最小系统就是一个 包含CPU, Bootrom, RAM,系统时钟，网口，串 口的计算机运行环境。其中之所以包含串口和 网口，主要是因为系统调试的需要，通常网口 用于软件调试，而串口用于通过计算机的超级 终端来显示单板程序运行结果信息。系统时钟 是一个多任务OS所必须的资源。因此最小系统 BSP就包含了CPU系统的初始化程序以及网口， 串口，系统时钟等设备的驱动程序。
嵌入式操作系统VxWorks
实用库:VxWorks 提供了一个实用例程的扩展集，包括中断处理、 看门狗定时器、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。
虚拟内存 :VxVMI 为带有 MMU 的目标板提供了虚拟内存机制。 VxMP（Share-Memory Object） 提供了共享信号量，消息队列和在
Local_MEM_Local_ADRS RAM_LOW_ADRS
FREE_RAM_ADRS
VxWorks Data+BSS
映象从文件的组织形式上可分为： Text段:存放的是可执行的代码。 Data段:存放的是已经初始化的全 局变量或静态变量；
BSS段:存放的是未初始化的全局变 量或静态变量
嵌入式操作系统VxWorks 一个BSP最小系统需要知道的知识： 1. CPU所采用的endian模式 2.时钟配置 3.串口 4.网口部分
vxworks基础培训课件
学习交流PPT
1
实时嵌入式系统
• 嵌入式系统：
• 由CPU控制，即自带CPU • 相对于常见的pc而言，不对用户提供开发环境，用户与系统交互的唯一接
口就是系统提供给用户的应用； • 提供功能通常带有针对性，大多为专用系统; • 手机，医疗设备，微波炉，mp3……
• 实时嵌入式系统：
• 后者顾名思义，应用模块可以以静态链接的方式编译至VxWorks镜像工程 中，还可以在VxWorks运行之后，通过网络将将应用模块（.out格式）下 载到目标板，并与VxWorks镜像进行链接。在单独对某个模块进行调试时， 我们常常会用到这种动态链接的方法。
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8
VxSim的HelloWorld（一）
号量、 消息队列、内存分配、看门狗计时器、堆栈使用情况、 目标 CPU使用率、对象模块结 构和符号表以及每个任务的详细信息。
• WindShell:
• 提供从宿主机到目标机之间的一个命令 shell。 • 允许用户调用内存中的应用程序模块或是 VxWorks模块中的任何例程。
• WindView:
• 非常出色的系统可视诊断和分析工具。可非常容易地观察各任务，中断程序之间的相互作用。
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9
VxSim的HelloWorld（二）
• 选择 A BSP（板级支持包）在下拉菜单中选择simpc
• 打开文件usrAppInit.c（它的函数usrAppInit是应用的入口点），添加Hello World打印语句，保存文件。
学习交流PPT
10
VxSim的HelloWorld（三）
• 交叉编译：在某一体系结构的宿主机上为另一体系结构的 目标板编译可运行的目标代码。即编译与运行不在同一地 方。
vxworks命令教程
memShow
显示系统内存使用情况，包括内存分区、空闲内存等信息。
taskShow
显示当前系统中所有任务的状态信息，如任务名、优先级、状态等。
semShow
显示系统中所有信号量的状态信息，如信号量名、计数值等。
系统资源管理和优化
01
02
03
memPartCreate memPartDelete taskSpawn
等。
高级命令探讨
深入探讨一些高级命令和特性，如 系统调试、性能分析等。
命令使用示例
通过具体示例演示如何在实际开发 中使用这些命令。
注意事项和最佳实践
提供一些使用命令行接口时的注意 事项和最佳实践，以帮助开发者避 免常见错误并提高开发效率。
02
VxWorks命令基础
命令格式和约定
01
命令格式
VxWorks命令通常由命令名、 参数和选项组成，格式为“命令
使用`read()`函数从已打开的文件 中读取数据，需要指定缓冲区及 其大小。
使用`write()`函数向已打开的文 件中写入数据，同样需要指定缓 冲区及其大小。
使用`lseek()`函数可以移动文件 指针到指定位置，以便进行随机 访问。
文件属性和权限设置
获取文件属性
使用`stat()`函数获取文件的属性信息， 如文件大小、创建时间等。
执行最近的包含特定字符串的命令。
自定义命令和脚本编写
alias
创建命令别名，例如`alias ll='ls -l'`。
function
定义函数，可以包含一系列命令，例 如`function myfunc { echo "Hello, world!"; }`。
VxWorks 开发简明培训教程Manual
TAO-TAO-LE板级功能测试程序暨VxWorks开发简明培训教程朱海涛2003年11月关于本手册本手册读者须具有基本的Windows操作经验，并且已经参加过03年八月份的培训：“Tornado集成开发环境的操作及基于PowerPC/VxWorks的编程实例”。
没有参加过该次培训的读者，请到/report/jicheng.doc下载相关文档学习，本手册第一章也将对之做一简单复习。
此外，读者最好具有在Windows下架设简单FTP服务的经验。
本手册第一章会简单涉及这些内容。
读者应该仔细阅读本手册后再操作，你碰到的问题很可能是由于疏忽了本手册的某些细节而造成的，以避免浪费不必要的时间。
欢迎指正对本手册的纰漏，提出宝贵意见。
mailto:zhuht@几个关键名词：Host（开发主机）：即你的PC机，上面装有用于开发的Tornado，并架设了FTP服务器。
Target（目标机）：VxWorks运行的PowerPC，我们目前使用MVME5100。
第一章 PowerPC及VxWorks的配置本章是对培训：“Tornado集成开发环境的操作及基于PowerPC/VxWorks的编程实例”的简单复习。
如果你已对其中内容熟悉，可以跳过本章。
以下的操作都是针对MVME5100而言的。
关于MVME5100的安装设置，请参考其Datasheet：MVME5100 Single Board Computer Installation and Use。
Step 1.准备10M（或100M）网线、串口线（注：串口线必须一端为RJ45接口，另一端为RS232- 9pin接口）各一根。
网线一端接到PowerPC的LAN1口，另一端接到HUB或Switch上；串口线的RJ45端接到PowerPC的DEBUG口，另一端接到自己PC上的RS232口。
如图1 -图 1 - 1注：请勿将串口线的RJ45口接到PowerPC的LAN1口，将网线接到了PowerPC的DEBUG口。
VxWorks基本OS介绍
VxWorks基本OS介绍这里我就偷点懒，直接复制粘贴文档了。
可能会有一些图片无法显示，可以直接管我索要文档。
每一个被切换的程序实体就是“任务”。
每一个任务都有其自己的上下文——所谓上下文就是指任务在每一次被核心调度时所需要的CPU环境、系统资源。
在上下文的切换过程中，每一个任务的上下文被存在该任务的任务控制块中（TCB）。
◆执行的线程，也就是任务程序计数器；◆ CPU寄存器的内容和浮点寄存器中的内容；◆动态变量和程序调用所使用的堆栈；◆标准输入输出的I/O分配和错误；◆延时计时器；◆时间片计时器；◆核心控制结构；◆信号处理句柄；◆调试和性能监视值。
wind核心中使用了基于优先级抢占式的任务调度策略，但是用户也可以选择优先级轮转调度策略。
1．优先级抢占策略通过使用优先级抢占策略，每一个任务都会拥有一个优先级，这样内核就会确信将CPU资源分给了优先级最高的就绪任务。
这种方法之所以叫做抢占式的，是指任何运行的任务会被一个变成就绪状态而且优先级更高的任务打断，这时系统会保存当前任务的上下文并立即切换到高优先级的任务上下文，并且开始执行这个任务。
在图14.2所示的任务优先级抢占图中给出了优先级抢占的例子，例子中任务t1被优先级较高的任务t2抢占，而更高优先级的任务t3则抢占了t2的执行，当t3执行完后，t2开始继续执行，接下来t1在t2完成之后从被打断处继续执行。
VxWorks的wind内核支持256级优先级，由高到低分别是0到255。
任务创建的同时也就同时被赋予了相应的优先级，但是在任务执行的过程中，同样可以通过系统函数taskPrioritySet()设置某一个任务的优先级。
在VxWorks系统中，所有应用程序任务的优先级应该在100～250之间；至于驱动程序创建的任务的优先级可以位于51～99之间，系统网络任务tNetT ask的优先级默认值为50。
2．时间片轮转的调度策略如果没有时间片轮转任务调度策略，那么当同优先级的一个任务获得了CPU资源之后，它就会一直占用CPU资源直到完成执行，相同优先级的任务就会因为得不到CPU资源而不得不阻塞。
VxWorks操作系统概述
VxWorks操作系统概述(1) 无忧电子开发网VxWorks操作系统概述(1)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WindVxWOrks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POSIXVxWOrks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）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。
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Target Server
Target Ethernet Serial Line ICE/BDM Custom
VxWorks 5.3 Scaleable Run Time
Real-Time Embedded Application
File Systems Embedded Internet Graphics
BC NG
开发机和目标机的连接
Embedded Targets:
Intel x86 Intel i960 Intel i960 for I2O Intel StrongARM for I20 Motorola 680X0 Motorola CPU32 Motorola Coldfire Motorola MCore PowerPC ARM 7, 8, StrongARM MIPS R3K, R4K, R5K Hitachi SH1, SH2, SH3 NEC V83x, V85x SPARC, UltraSPARC Seimens SA Hitachi SH Mitsubishi M32RD :
Memory Requirements (Kbytes)
500 400 300 200 100 0
microkernel 5kb Stand Alone O.S. 20kb Networked O.S. 80-100kb Networked O.S. & File System 250kb Maximum Equipped 500 kb O.S.
关键词
Host ：ie. Solaris, SunOS, Windows 95/NT Target ：ie. PowerPC, 68k, x86, MIPS,ARM.. Target Server ：Host-based control process Debug Agent ：Target-based control process Backend ：Ethernet, Raw Serial, Custom
Debug Agent
BSP
Simulation Environment
VxSim
BC NG
交叉开发模式
Typical scenario: 1. Boot target. 4. Download object module. 2. Attach target server. 5. Test & Debug. 3. Edit & compile. 6. Return to 3 or 1 as necessary
BC NG
Tornado开发环境
BC NG
Tonado开发环境（续）
BC NG
Tornado开发环境（续）
BC NG
板支持包（BSP）
CPU 上 电 复 位 基本配置初始化 ROM 拷 贝 到 RAM 并 跳 到 RAM 入 口
Vxworks操作系统将一切与硬件有关的 功能模块都放在BSP库中。该BSP库是硬件 与软件的接口，处理硬件的初始化、中断处 理与产生、硬件时钟与定时管理、局部和总 线内存空间的映射、内存大小定义，等等。 能够自行启动目标机、初始化目标机、能够 与host通信以下载Vxworks核、把控制权交 给Vxworks核来调用用户应用程序等功能。
VxWorks （2） BC NG
Vxworks提供了一套丰富的任务间通信机制，包括：
●内存共享（Shared memory）：简单的数据共享方法 ●信号量（Semaphore）：用于基本的互斥及同步 ●消息队列（Message queues）和管道（pipe）： 用于同一CPU上任务间消息的传递 ●套接口（Socket）和远程程序调用（RPC）： 用于网络上任务间的通信 ●信号（Signal）：用于异常处理 此外，Vxworks提供了三种共享内存的对象（shared-memory objects） 来实现运行在不同CPU上的任务间的高速同步和通信。 ●共享信号量（shared semaphores）：有二进制，记数型两种 ●共享消息队列（shared message queues） ●共享内存分区（shared-memory partitions）：有系统类型和用户类型
BC NG
板支持包（BSP)
为各种目标板的硬件功能提供了统一的软件接 口 它们包括：
硬件初始化 中断处理和产生 硬件时钟和定时器管理 内存映射和分配
BSP还包括boot Rom和其它启动机制 sysLib和sysALib库是VxWorks可移植的核心
BC NG
板支持包（BSP）
CPU 上 电 复 位 基本配置初始化
WindView
Launcher GUI
CrossWind WindPower Tools WindConfig Browser
Third Party and Customer Tools
WindNet Networking
VxMP
VxVMI
POSIX Library
CoDevelopment System: Win95/98 WinNT SunOS Solaris HPUX Connections: Ethernet Serial BDM ICE Netrom Shared Memory Custom
BC NG
Tornado 系统结构
Host
Tornado Plug-ins
ROM 拷 贝 到 RAM 并 跳 到 RAM 入 口
硬件初始化 包括通信口
初 始 化 Vxworks 核 启 动 Vxworks 核
重新执行目标机 的硬件初始化
执行用户程序
BC NG
VxWorks的特点--高度伸缩性的环境
Maximum Equipped File System Networking O.S. kernel µ
BC NG
文件系统
VxWorks包括多种使用块设备的本地文件系统 VxWorks的I/O结构使VxWorks可以同时有多种文件系 统： MS-DOS兼容文件系统：dosFs RT-11兼容文件系统：rt11Fs 无分层文件组织结构，文件连续 原始磁盘文件系统：rawFs 整个磁盘作为一个文件 网络文件系统：NFS flash文件系统：Trueff
Hardware
BC NG
Vxworks特点
WIND微内核 硬件支持广(BSP) 较好的兼容性，POSIX1003.1.b 良好的可裁减性 很好的开发环境：tornado 动态连接和下载 多处理器、网络协议，图形界面支持
BC NG
VxWorks的特点
微内核设计 MicroKernel Size<10K ； 功能模块化； 高可靠设计； 快速多任务切换、响应时间短 中断延时小,满足实时要求；
BC NG
VxWorks的特点
对硬件不做假设。
硬件设计电路可完全自定义；支持各种或自定义 的外设； 支持的CPU构架包括： Intel x86 i960 StrongARM Motorola 68K CPU32 Coldfire Mcore PowerPC ARM 7, 8, StrongARM MIPS R3K, R4K, R5K Hitachi SH1, SH2, SH3 NEC V83x, V85x SPARC, UltraSPARC Seimens SA Hitachi SH Mitsubishi M32RD
RS232
VxWorks目标板
Ethernet SERVER AGENT
目标CPU：Vxworks 在其上运行 的一个单板计算机 Tornado PC主机：有一根串行线与目标机相连（初始化时主机作为终端用） Vxworks核二进制文件驻留在其盘上，核的下载及运行Tornado 工具 通过以太网口进行
Stand-alone kernel up to full featured OS
BC NG
VxMP多处理器支持
Shared Memory Semaphore MessageQ Mem Part 1 CPU 1 t0
CPU 0 t1
t2
t3
允许将任务分布在多个CPU上执行 在不同CPU上运行的任务可以通过现有 的通信机制，如信号灯、消息队列等进 行同步和数据交换
BC NG
Vxworks/Tornado开发方式
Tornado主机
RS232
VxWorks目标板
Ethernet SERVER AGENT
目标CPU： Vxworks 在其上运行 的一个单板计算机； Tornado PC主机：有一根串行线与目标机相连（初始化时主机作为终 端用），Vxworks核二进制文件驻留在其盘上，核 的下载及运行Tornado 工具通过以太网口进行。
BC NG
综合网络支持
BC NG
Graphics 构架
Java HTML C++
Personal JWorks Personal JWorks™eNavigator
Zinc for Zinc for VxWorks VxWorks HTMLWorks
Window Window Manager Widgets Manager
BC NG
Tornado （2）
Tornado开发环境(PC)
WindSH CrossWind Editor Browser WindCodig
Tornado集成开发环境由以下几个部分组成：
目标系统
应用程序
Target Server
VxWorks Target Agent
BC NG
Tornado主机
BC NG
Vxworks简介
最成功的实时操作系统 1981，Windriver，嵌入式咨询公司 TCP/IP，NFS工具集 WIND内核 1995，tornado集成开发环境 收购SDS、DIAB、pSOS