VxWorks简介
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 使用案例
vxworks 使用案例VxWorks是一款实时操作系统（RTOS），广泛应用于嵌入式系统、工业控制、航空航天、军事等领域。
以下是一些VxWorks的典型使用案例：1. 嵌入式设备：VxWorks可用于各种嵌入式设备，如智能家居、无人驾驶汽车、工业机器人等。
在这些设备中，VxWorks可以提供实时性能、低功耗和紧凑的系统资源占用。
2. 航空航天：VxWorks在航空航天领域有着广泛应用，如飞行控制系统、卫星通信系统、航空电子设备等。
在这些系统中，VxWorks需要具备高可靠性、实时性和强大的内存管理能力。
3. 军事系统：VxWorks在军事领域也有广泛应用，如导弹控制系统、雷达系统、指挥控制系统等。
在这些系统中，VxWorks需要满足严格的性能、安全性和可靠性要求。
4. 工业控制：VxWorks可用于各种工业控制系统，如生产线自动化、智能仪表、传感器等。
在这些系统中，VxWorks可以提供实时性能、稳定性和易于扩展的特性。
5. 医疗设备：VxWorks在医疗设备中有广泛应用，如超声波设备、心电监测设备、手术机器人等。
在这些设备中，VxWorks需要具备高可靠性、实时性和良好的兼容性。
6. 通信设备：VxWorks可用于通信设备，如交换机、路由器、基站的控制系统等。
在这些设备中，VxWorks需要提供高性能、低功耗和稳定的系统运行。
7. 汽车电子：VxWorks在汽车电子领域也有广泛应用，如发动机控制系统、刹车控制系统、车载信息娱乐系统等。
在这些系统中，VxWorks 需要满足功能安全、实时性和低功耗的要求。
总之，VxWorks作为一款实时操作系统，在众多领域发挥着重要作用。
其高性能、实时性、可靠性和易用性使得它成为许多嵌入式系统和实时控制应用的首选操作系统。
VxWorks操作系统简介
VxWorks操作系统简介VxWorks操作系统简介VxWorks操作系统是一种广泛应用于嵌入式系统开发的实时操作系统。
本文将详细介绍VxWorks操作系统的架构、特性、应用领域以及相关的法律名词注释。
一、VxWorks操作系统架构VxWorks操作系统采用分层架构，包括内核层、中间层以及外围应用层。
具体架构如下：⒈内核层：提供底层的操作系统服务，包括任务管理、内存管理、中断处理、设备驱动等。
内核层使用高度模块化的设计，可以根据需求选择性地加载不同的内核服务。
⒉中间层：提供更高层次的功能，如文件系统、网络协议栈、图形用户界面等。
中间层通过对内核接口的封装，提供更便捷的应用开发接口。
⒊外围应用层：包括用户应用程序和系统管理工具。
用户应用程序可以基于VxWorks操作系统的开发环境进行开发，并且通过内核和中间层提供的接口与系统进行交互。
二、VxWorks操作系统特性VxWorks操作系统有以下特点：⒈实时性：VxWorks操作系统被广泛应用于实时系统开发，具有快速响应、低延迟和可预测性等特性。
它使用了优化的调度算法和中断处理机制，确保系统对实时任务的及时响应。
⒉可靠性：VxWorks操作系统采用了可靠性设计和故障恢复机制，例如内存保护、任务隔离和异常处理等。
这些机制可最大限度地减少系统崩溃和错误的影响。
⒊可扩展性：VxWorks操作系统具有高度可扩展性，可以根据应用的需要进行灵活配置。
开发人员可以根据系统需求选择性地加载所需的内核服务和中间层模块，以达到最佳性能和资源利用。
⒋安全性：VxWorks操作系统提供了多层次的安全机制，包括权限控制、数据加密和访问控制等。
这些机制可以在网络和物理环境中保护系统不受未经授权的访问和攻击。
三、VxWorks操作系统的应用领域VxWorks操作系统在各行各业都有广泛的应用，特别适用于对实时性和可靠性要求较高的领域。
以下是一些典型的应用领域：⒈工业自动化：VxWorks操作系统被广泛用于控制系统和工业领域，如汽车制造、航空航天和机械制造等。
vxworks使用过程中的100个疑问与解答
vxworks使用过程中的100个疑问与解答1. VxWorks是什么？VxWorks是一种实时操作系统（RTOS）,由美国Wind River公司开发，适用于嵌入式系统。
2. VxWorks有哪些特点？VxWorks具有高度可靠性、实时性、可移植性和可扩展性等特点。
3.如何安装VxWorks？安装VxWorks需要下载安装包，然后按照安装指南进行安装。
4.如何创建VxWorks任务？可以使用taskSpawn函数来创建任务，指定任务的入口函数、优先级等参数。
5. VxWorks如何进行任务间通信？任务间可以使用消息队列、信号量、共享内存等机制进行通信。
6.如何调试VxWorks程序？可以使用Wind River公司的调试工具Wind River Workbench进行调试。
7. VxWorks支持哪些开发语言？VxWorks主要支持C和C++开发，也可以使用汇编语言和Java等。
8.如何加载和运行VxWorks程序？VxWorks程序可以通过TFTP、FTP等网络协议加载到目标设备上，然后使用命令运行。
9. VxWorks是否支持多任务？是的，VxWorks支持多个任务的同时运行，并通过任务调度器进行任务切换。
10.如何实现任务间的同步？可以使用信号量、事件标志等机制实现任务间的同步。
11. VxWorks中如何实现中断处理？VxWorks提供了中断服务例程（ISR）和处理器驱动程序（DPC）来处理中断。
12.如何列出VxWorks系统中的任务？可使用taskShow命令列出系统中所有任务的详细信息。
13.如何获取任务的优先级？可以使用taskPriorityGet命令获取任务的优先级。
14.如何设置任务的优先级？可以使用taskPrioritySet命令设置任务的优先级。
15.如何控制任务的时间片轮转？可以使用taskDelay命令来控制任务的时间片轮转。
16.如何查看VxWorks系统的中断信息？可以使用intShow命令来查看系统中的中断信息。
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
第十课_VxWorks讲解
VxWorks_rom 的压缩形式
BootRom
压缩方式的映象，生成的时候编译器会把除掉romlnit.s 和bootInit.c之外的目标文件压缩并“汇编”成一个 bootrom.Z.s，最后和romInit.o，bootInit.o， version.o进行链接，生成bootrom映像
要全部拷贝到ram中，并必须要进行解压缩的工作。而这 些工作基本上都是在bootInit.c中进行的。
2010年4月的VxWorks 653
面向安全关键级别，航空电子设备市场，如波音787 基于Power Architecture架构(PowerPC)以及intel架构；严格的
两级时间与空间调度；文件系统具有电源故障安全保护功能
6
课程大纲
VxWorks简介 VxWorks映像 Wind 内核 VxWorks内存管理及其他 VxWorks开发环境
VxWorks 6.0的航向标
对MMU、CACHE和大物理地址的抽象化
4
支持多核的6.7版本
支持多核
非对称式多重处理(asymmetric multiprocessing; AMP)
对称式多重处理(symmetric multiprocessing; SMP)
降低功率消耗 multicore-aware工具
BootRom类型映像 VxWorks类型
8
BootRom类型映像
最小化、专用的VxWorks引导映像，实现最少的系统 初始化
用于启动装载VxWorks映像 功能类似于PC机的BIOS
BootRom运行时建立起多任务环境
usrRoot任务、网络任务、TFFS任务和FTP任务等
VxWorks之认识（转）
VxWorks之认识（转）Tornado是WindRiver公司开发的用于嵌入式开发的一组产品，它包括32位实时操作系统VxWorks，集成开发环境(IDE，包括编译器等)。
下面是我阅读完VxWorks相关文档后的一些个人认识。
一．VxWorks操作系统VxWorks时实时多任务的嵌入式操作系统，它主要包括任务调度、I/O功能、文件系统、中断管理、内存管理、网络功能、内存管理、BSP（系统启动模块）等。
它的多任务的实现是由中断驱动的，即在每个系统时钟中断中，实现任务的调度。
VxWorks中的任务有优先级的概念。
与其它嵌入式操作系统相比，它有如下优点：1．任务之间的切换快，任务间通信手段多样；2．中断响应的延时短；3．内存管理安全：VxWorks把内存分成很多区域，包括内核区、用户区，并且采用虚拟内存管理的方法，这样大大提高了系统的安全性，并且增加了堆栈溢出的判断；4． I/O功能丰富，硬件驱动全面；5．文件系统强大；6．网络功能全面；7．对任务的实时监控；8． BSP（启动模块）的支持；9．多CPU的支持；10．系统各模块是单独的库，可以根据需要加载。
下面就详细讲述各部分内容。
1．多任务功能：VxWorks的任务有优先级的概念，其任务调度也是基于优先级考虑的，是抢占式的，VxWorks的任务有256个等级，0—255，数目越小表示优先级越高。
高优先级的任务可以打断低优先级的任务而抢先执行，只有在高优先级的任务执行完后，低优先级的任务才可以执行。
其调度算法有两种：完全抢占式的和循环分配式的。
完全抢占式的是除了高优先级任务可以打断低优先级任务外，在相同优先级的任务之间，不可以相互打断，并且同优先级任务不是同时执行的，只有等该任务执行完后，与其相同优先级的任务才可以执行；循环分配式除了具有抢占功能之外，相同优先级的任务是可以同时执行的，即系统时间片是在它们之间平均分配的，这样，相同优先级的任务可以同时执行。
精Vxworks教程
06 VxWorks内存管 理编程实践
动态内存分配策略
分段内存管理
将内存划分为不同大小的段，根据需求动态分配和释 放内存段。
内存池管理
创建多个内存池，每个内存池管理特定大小的内存块 ，提高内存分配效率。
自定义内存分配器
根据应用需求，实现自定义的内存分配器，以满足特 定场景下的内存管理需求。
内存泄漏检测工具使用
优化内存使用技巧
减少全局变量使用
尽量避免使用全局变量，以减少内存占用和 提高程序可维护性。
合理使用指针和引用
在传递数据时，尽量使用指针和引用而非直 接传递数据，以降低内存消耗。
及时释放不再使用的内存
在程序运行过程中，及时释放不再使用的内 存资源，避免造成不必要的内存浪费。
使用内存对齐和压缩技术
合理利用内存对齐和压缩技术，提高内存使 用效率并降低内存碎片化的风险。
01
根据目标硬件平台和开发需求选择合适的编译器，如GNU
Compiler Collection (GCC) 或 Wind River Diab Compiler。
设置编译器选项
02
在Workbench中配置编译器的选项，如优化级别、警告级别、
语言标准等。
编译项目
03
使用选定的编译器对项目进行编译，生成可在目标硬件上运行
同步与互斥机制实现
互斥锁
条件变量
互斥锁是一种用于实现互斥访问共享 资源的同步机制。在VxWorks中，互 斥锁通过`mutexCreate()`函数创建， 并通过`mutexLock()`和 `mutexUnlock()`函数进行锁的获取 和释放。当一个任务获取了互斥锁时 ，其他试图获取该锁的任务将被阻塞 ，直到锁被释放。
VxWork介绍及编程
VxWork介绍及编程VxWorks BSP和系统启动装载顺序VxWorks系统简介及编程一.嵌入式操作系统VxWorks简介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），是嵌入式开发环境的关键组成部分。
良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。
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。
WindRiver公司网址实时操作系统和分时操作系统的区别从操作系统能否满足实时性要求来区分，可把操作系统分成分时操作系统和实时操作系统。
分时操作系统按照相等的时间片调度迚程轮流运行，分时操作系统由调度程序自动计算迚程的优先级，而不是由用户控制迚程的优先级。
这样的系统无法实时响应外部异步事件。
实时操作系统能够在限定的时间内执行完所规定的功能，幵能在限定的时间内对外部的异步事件作出响应。
分时系统主要应用于科学计算和一般实时性要求不高的场合。
实时性系统主要应用于过程控制、数据采集、通信、多媒体信息处理等对时间敏感的场合。
VxWorks的特点∙可靠性操作系统的用户希望在一个工作稳定，可以信赖的环境中工作，所以操作系统的可靠性是用户首先要考虑的问题。
而稳定、可靠一直是VxWorks的一个突出优点。
自从对中国的销售解禁以来，VxWorks以其良好的可靠性在中国赢得了越来越多的用户。
∙实时性实时性是指能够在限定时间内执行完规定的功能幵对外部的异步事件作出响应的能力。
实时性的强弱是以完成规定功能和作出响应时间的长短来衡量的。
VxWorks 的实时性做得非常好，其系统本身的开销很小，迚程调度、迚程间通信、中断处理等系统公用程序精练而有效，它们造成的延迟很短。
vxworks 介绍
(2) 在 Tornado 集成环境中执行菜单命令 Project > Make PC486 > Common Targets > clean 删除以前生成的文件，执行菜单命令 Project > Make PC486 > Boot Rom Targets > bootrom_uncmp 编 译链接生成 bootrom_uncmp ；再选择 VxWorks Target,编译生成 vxworks；
(3) 拷贝\\Tornado\target\config\pc486\bootrom_uncmp 至 \\Tornado\host\bin 下
(4) 重命名文件 bootrom_uncmp 为 bootrom； (5) 准备一张已格式化的空盘插入软驱；
(6) 在目录\\Tornado\host\bin 下执行命令 mkboot a: bootrom； (7)拷贝\\Tornado\target\config\pc486\VxWorks 至软盘； (8) 将系统制作盘插入目标机软驱，加电启动目标机即载入 VxWorkst 系统。 4.1.2 网口通信时目标机 VxWorks 系统启动盘的制作步骤：
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操作系统简介
VxWorks操作系统简介VxWorks操作系统简介1.VxWorks操作系统概述VxWorks是一种实时操作系统（RTOS），由美国风险通信公司（Wind River Systems）开发和销售。
它广泛应用于嵌入式系统、网络设备和航空航天等领域，以其高度可靠性、实时性和可定制性而闻名。
2.VxWorks操作系统的特点与优势2.1 实时性能：VxWorks具有优秀的实时性能，能够以微秒级的精确度响应任务，并能够满足各种实时应用的需求。
2.2 可定制性：VxWorks提供了丰富的可定制选项，开发人员可以根据具体需求选择合适的开发环境、编程语言和硬件平台。
2.3 可靠性：VxWorks采用可靠性架构，能够有效地处理系统错误和异常，提供稳定性能与高可靠性。
2.4 安全性：VxWorks支持多层次的安全机制，包括访问控制、数据加密和安全认证等，保护系统免受恶意攻击。
3.VxWorks操作系统的体系结构3.1 内核：VxWorks内核提供了操作系统的核心功能，包括任务调度、内存管理、中断处理等。
它是操作系统与硬件之间的核心接口。
3.2 文件系统：VxWorks支持多种文件系统，包括RAM文件系统、ROM文件系统和网络文件系统等。
这些文件系统可用于数据存储、配置文件管理和软件更新等方面。
3.3 设备驱动程序：VxWorks提供了丰富的设备驱动程序，用于管理和控制外设设备，如串口通信、网络接口和硬盘等。
3.4 网络协议栈：VxWorks内置了多种网络协议栈，包括TCP/IP协议栈和UDP协议栈等，以实现设备间的网络通信。
4.VxWorks操作系统的开发工具4.1 Tornado集成开发环境：Tornado是VxWorks的主要开发工具，提供了图形化界面和一系列的编译、调试和部署工具，简化了开发过程。
4.2 GNU工具链：VxWorks还支持GNU工具链，包括GCC编译器、GDB调试器和Make构建工具等，为开发人员提供更灵活的开发环境。
VxWorks介绍及编程
VxWork介绍及编程一.嵌入式操作系统VxWorks简介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），是嵌入式开发环境的关键组成部分。
良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。
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。
WindRiver公司网址实时操作系统和分时操作系统的区别从操作系统能否满足实时性要求来区分，可把操作系统分成分时操作系统和实时操作系统。
分时操作系统按照相等的时间片调度进程轮流运行，分时操作系统由调度程序自动计算进程的优先级，而不是由用户控制进程的优先级。
这样的系统无法实时响应外部异步事件。
实时操作系统能够在限定的时间内执行完所规定的功能，并能在限定的时间内对外部的异步事件作出响应。
分时系统主要应用于科学计算和一般实时性要求不高的场合。
实时性系统主要应用于过程控制、数据采集、通信、多媒体信息处理等对时间敏感的场合。
VxWorks的特点•可靠性操作系统的用户希望在一个工作稳定，可以信赖的环境中工作，所以操作系统的可靠性是用户首先要考虑的问题。
而稳定、可靠一直是VxWorks的一个突出优点。
自从对中国的销售解禁以来，VxWorks以其良好的可靠性在中国赢得了越来越多的用户。
•实时性实时性是指能够在限定时间内执行完规定的功能并对外部的异步事件作出响应的能力。
实时性的强弱是以完成规定功能和作出响应时间的长短来衡量的。
VxWorks 的实时性做得非常好，其系统本身的开销很小，进程调度、进程间通信、中断处理等系统公用程序精练而有效，它们造成的延迟很短。
Vxworks简介
Vxworks简介VxWorks 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。
Tornado 是WRS 公司推出的一套实时操作系统开发环境，类似MicrosoftVisual C，但是提供了更丰富的调试、仿真环境和工具外文名VxWorks 开发时间1983年公司Wind River System（风河公司）产地美国产品类型实时操作系统开发环境Tornado1、简介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），是嵌入式开发环境的关键组成部分。
良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。
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、2008年5月登陆的凤凰号，和2012年8月登陆的好奇号也都使用到了VxWorks上。
2、组成VxWorks操作系统有以下部件组成：内核多任务调度（采用基于优先级抢占方式，同时支持同优先级任务间的分时间片调度）任务间的同步进程间通信机制中断处理定时器和内存管理机制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Basic I/O （creat(),remove(),open(),close(),read(),write(),and ioctl().），Buffer I/O (fopen(),fclose(),fread(),fwrite(),getc(),putc()) 以及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。
嵌入式实时操作系统VxWorks
目录
• VxWorks操作系统概述 • VxWorks系统核心功能 • VxWorks开发环境与工具 • VxWorks系统设计与实践
目录
• VxWorks系统案例分析 • VxWorks与其他实时操作系统的比较
01
VxWorks操作系统概述
定义与特点
定义
VxWorks是一种高性能、可扩展的实 时操作系统（RTOS），专为嵌入式系 统设计。
资源占用
Linux通常需要更多的内存和存储资源，不太适合资源有限 的嵌入式系统。VxWorks则更为紧凑。
开放性
Linux是开源的，拥有庞大的社区支持和丰富的软件资源。 VxWorks的源代码不公开。
VxWorks与QNX的比较
实时性
VxWorks和QNX都具备出色 的实时性，能够满足严苛的 实时需求。两者在微秒级别 内都能快速进行任务调度和
内存分区管理
VxWorks将内存划分为多个分区，每个任务占用一个 独立的内存分区，避免内存冲突。
内存保护机制
通过内存保护机制，确保每个任务的代码和数据不会 互相干扰。
动态内存分配
提供动态内存分配函数，允许任务在运行时申请和释 放内存。
系统优化与性能测试
代码优化
通过优化任务代码，降 低系统开销，提高实时 性。
中断处理优化
优化中断处理程序，减 少中断延迟，提高系统 响应速度。
性能测试与评估
通过实际测试和评估， 验证系统性能是否满足 实时性要求。
05
VxWorks系统案例分析
案例一：无人机飞控系统
无人机飞控系统需要实时响应、高可 靠性和可扩展性，以满足飞行控制和 导航的需求。
VxWorks操作系统简介.ppt
通信机制——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，有三 种信号量： 二进制信号量，使用最快、最广泛，主要用于同步和互 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系统简介
郭思 SX1401188
VxWorks系统简介
VxWorks应用背景 VxWorks系统体系结构 任务管理 通信机制 内存管理
VxWorks应用背景
VxWorks是美国Wind River System公司于1983年设计 开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS）。
BSP（Board Support Package）
BSP通常是指针对具体的硬件平台，用户所编 的启动代码和部分设备驱动程序的集合。 板级支持包对各种板子的硬件功能操作提 供了统一的软件接口，是保证VxWorks操作系 统可移植性的关键。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。
Vxworks支持各种任务间的通信机制，提供多种多样 的任务间通信方式，主要有：
共享内存，主要是数据的共享； 信号量，用于基本的互斥和任务同步； 消息队列和管道，单CPU的消息传递； 二进制信号，用于异常处理； Socket和远程过程调用，用于网络间任务消息传
递。
通信机制——共享内存
任务间通信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。因为 所有的任务都存在于单一的线性地址空间，任务间共享数 据。全局变量、线性队列、环形队列、链表、指针都可被 运行在不同的上下文的代码所指向。
vxworks 程序开发实践 -回复
vxworks 程序开发实践-回复VxWorks是一款由美国飞利浦公司（Wind River）开发的实时操作系统（RTOS），被广泛应用于嵌入式系统开发领域。
它具有高度可靠、快速响应和高度定制的特点，被广泛应用于航空航天、汽车、工业控制等领域。
在本篇文章中，我们将介绍VxWorks的程序开发实践，以帮助读者更好地了解和掌握这款操作系统。
首先，我们需要了解VxWorks的开发环境。
VxWorks支持多种开发环境，其中最常用的是Tornado工具套件。
Tornado提供了一套完整的开发工具，包括编译器、调试器和仿真器等。
开发者可以使用Tornado工具套件进行代码编写、编译、调试和部署等操作。
在开始开发之前，我们需要明确我们的开发目标。
VxWorks可以用于开发各种类型的嵌入式系统，例如实时控制系统、通信系统和网络设备等。
因此，在开始开发之前，我们需要明确我们的应用场景和需求，以便选择合适的编程语言和开发工具。
在选择编程语言方面，VxWorks支持多种语言，包括C、C++和Ada等。
C是最常用的编程语言之一，它具有广泛的应用和强大的性能。
C++是一种面向对象的编程语言，可以更好地组织和管理复杂的代码结构。
Ada是一种用于高可靠和高可维护系统的编程语言，特别适合于航空航天和国防领域。
在编写代码之前，我们需要了解VxWorks系统的基本架构和特性。
VxWorks采用内核和用户空间的分离设计，内核负责处理硬件和操作系统功能，用户空间用于编写应用程序。
用户程序可以通过系统调用接口访问操作系统提供的功能，例如创建任务、申请内存和发送消息等。
接下来，我们将介绍VxWorks的任务管理和调度机制。
任务是VxWorks 中最基本的执行单元，具有独立的代码、数据和栈空间。
开发者可以使用任务管理接口创建和销毁任务，以及设置任务的优先级和调度策略。
VxWorks提供了多种任务调度算法，包括优先级调度、轮转调度和时间片调度等。
VxWorks简介
Vxworks的介绍发表时间：2005-12-19 发布人：administrator 阅读次数：1087一.嵌入式操作系统VxWorks简介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），是嵌入式开发环境的关键组成部分。
良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。
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。
实时操作系统和分时操作系统的区别从操作系统能否满足实时性要求来区分，可把操作系统分成分时操作系统和实时操作系统。
分时操作系统按照相等的时间片调度进程轮流运行，分时操作系统由调度程序自动计算进程的优先级，而不是由用户控制进程的优先级。
这样的系统无法实时响应外部异步事件。
实时操作系统能够在限定的时间内执行完所规定的功能，并能在限定的时间内对外部的异步事件作出响应。
分时系统主要应用于科学计算和一般实时性要求不高的场合。
实时性系统主要应用于过程控制、数据采集、通信、多媒体信息处理等对时间敏感的场合。
VxWorks的特点可靠性操作系统的用户希望在一个工作稳定，可以信赖的环境中工作，所以操作系统的可靠性是用户首先要考虑的问题。
而稳定、可靠一直是VxWorks的一个突出优点。
自从对中国的销售解禁以来，VxWorks以其良好的可靠性在中国赢得了越来越多的用户。
实时性实时性是指能够在限定时间内执行完规定的功能并对外部的异步事件作出响应的能力。
实时性的强弱是以完成规定功能和作出响应时间的长短来衡量的。
VxWorks 的实时性做得非常好，其系统本身的开销很小，进程调度、进程间通信、中断处理等系统公用程序精练而有效，它们造成的延迟很短。
vxworks 程序开发实践 -回复
vxworks 程序开发实践-回复为什么选择使用VxWorks进行程序开发实践。
VxWorks是一种实时操作系统（RTOS），开发者可以使用它来编写、测试和部署实时应用程序。
它提供了广泛的功能和工具，旨在帮助开发者更加高效地构建稳定的实时系统。
在本文中，我们将深入探讨VxWorks 的一些关键特性，以及为什么选择VxWorks进行程序开发实践。
首先，VxWorks具有广泛的硬件支持。
它能够运行于大量的硬件平台上，包括嵌入式系统、工控设备和航空航天系统等。
这种广泛的硬件支持使得VxWorks成为企业级应用程序开发的首选，无论是开发工业自动化系统还是嵌入式设备。
其次，VxWorks拥有稳定和可靠的实时性能。
实时应用程序的最大挑战之一就是确保任务能够在严格的时间限制内完成。
VxWorks通过实时内核和实时调度器来确保任务的实时性能。
实时内核能够快速响应事件和中断，而实时调度器能够高效地管理任务的执行顺序。
这些特性使得VxWorks成为开发大规模实时系统的理想选择。
此外，VxWorks提供了丰富的开发工具和功能模块。
它提供了多种编程语言的支持，包括C、C++和Ada等。
此外，VxWorks还内置了许多常见的功能模块，如网络协议栈、文件系统和图形库等。
这些功能模块使得开发者可以更加高效地完成各种任务，从网络通信到数据存储再到用户界面设计。
另外，VxWorks拥有强大的调试和性能分析工具。
在开发大规模实时系统时，调试和性能分析是至关重要的。
VxWorks提供了丰富的调试工具，如调试器和跟踪工具，方便开发者进行代码调试和性能分析。
这些工具可以帮助开发者快速定位问题，并优化系统的性能。
最后，VxWorks还拥有完善的安全性和可靠性机制。
实时系统往往需要面对各种安全威胁和故障情况。
VxWorks提供了严格的权限控制和错误处理机制，以确保系统的安全性和可靠性。
它还支持现代的安全标准和协议，如SSL/TLS和IPsec等，以保护系统的通信和数据传输。
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VxWork BSP 和启动过程开发BSP 主要的两点:系统image 的生成,image 的种类,image 的download 下载过程,系统的启动顺序和过程,调试环境的配置及远端调试的方式和方法,相应BSP 设置文件的修改(网络,串口..),BSP 各文件的组成和作用.要对系统底层驱动清楚,也就是对CPU 及相关的硬件有所了解.主要是32微处理器(上电启动过程, download image 的方式方法,读写ROM,地址空间分配,MMU,寄存器,中断定义,..).参照硬件资料,多读一些源码会有所帮助.Tornado 2 开发调试环境协议框图 主机开发(Host Development System) 目标机(Target System)Tornado 工具WTX 协议通信<==========> Editor Project S h e l lDebug g e r B r o w s erWindviTargetServer|Target Agent VxWor ks Target Simulat or WDB 协议通信 <==========> Application VxWorks OS VxWorks Target (WDB )Agentew两个主要两个协议WTX协议(Wind River Tool eXchange): 用于开发机内部Tornado工具与Target Server之间通信.WDB协议(Wind DeBug): 用于主机Target Server与目标机之间的通信.一.基本概念BSP定义:Provides VxWorks with primary interface to hardware environment.作用:在通电后,初始化硬件.支持VxWorks和硬件驱动通信.使hardware-dependent 和hardware-independent在VxWorks系统中很好的结合.主要BSP主要文件目录的组成及主要文件的作用:目录target/config/All:这个目录下的文件是所有BSP文件共享的,不是特别需要不要更改里面的任何文件. configAll.h:缺省定义了所有VxWorks的设置.如果不用缺省的设置,可在BSP目录下的config.h文件中用#define或#undef方式来更改设置.bootInit.c:在romInit.s后,完成Boot ROM的第二步初始化.程序从romInit.s中的romInit()跳到这个文件中的romStart().来执行必要的解压和ROM image的放置.bootConfig.c:完成Boot ROM image的初始化和控制.usrConfig.c: VxWorks image的初始化代码.目录target/config/comps/src:涉及系统核心的components,主要由target/config/All中usrConfig.c中函数调用目录target/config/bspname:包含系统或硬件相关的BSP文件.Makefile一些命令行控制images的生成,参见BSP设置部分及生成下载READMEBSP发布纪录,版本,总的文档config.h包括所有涉及CPU主板的设置及定义(includes,definations),参见BSP设置文件及生成下载configNet.h网络驱动的主要设置文件,主要对END驱动设置.romInit.s汇编语言文件,是VxWorks Boot ROM和ROM based image的入口,参见系统启动部分sysALib.s汇编语言文件,程序员可以把自己的汇编函数放在这个文件里,在上层调用.VxWorks image的入口点_sysInit在这个文件里,是在RAM中执行的第一个函数.sysLib.c包含一些系统相关的函数例程,提供了一个board-level的接口,VxWorks和应用程序可以以system-indepent的方式生成.这个文件还能包含目录target/config/comps/src的驱动. sysScsi.c可选文件用于Scsi设备设置和初始化.sysSerial.c可选文件用于所有的串口设置和初始化.bootrom.hexASIC文件包含VxWorks Boot ROM代码VxWorks运行在目标机上,完整的,连结后的VxWorks二进制文件.VxWorks.sym完全的,连结后带有符号表的VxWorks二进制文件VxWorks.st完全的,连结后,standalone,带有符号表的VxWorks二进制文件BSP用"make"来编译连接生成(Created),而不是用Tornado的工具.BSP和应用程序都可以在"make"或"tornade"上开发(developed)BSP被设置包括以下驱动:中断控制interrupt controller,计时器timer(sys/aux),串口UART(serial),显示屏LCD,键盘Keyboard(opt),触摸屏touch-screen(opt).前面三个是BSP的主要部分.BSP默认的download VxWorks RAM image方式是从ethernet.串口电缆需要用来和开发板(COM1)通信,通过协议WDB.VxWorks Image的种类:Loadable images.ROM-based images---compressed/uncompressed.ROM-Resident images.ROM-resident image 对一些系统内存RAM资源较少的情况下，为了节省资源，只拷贝image 中的数据部分(data segment)到内存RAM,留下程序部分(text segment)在ROM中执行。
这样空出更多的RAM空间给应用程序。
并不是所用得板子都支持这种VxWorks image.VxWorks boot images---A VxWorks image designed to load another VxWorks images containing application code (often refer to as "boot code")"Burned" into ROM or loaded into Flash.Maybe execute in ROM/Flash (ROM-resident).Maybe execute out of RAM.VxWorks images---A VxWorks image containing "end-user" code,Sub-types:Loadable VxWorks image--VxWorks images loaded by VxWorks boot image.Loadable VxWorks image是通过VxWorks boot image装载的VxWorks images.VxWorks ROM image--VxWorks image "burned" into ROM or loaded into Flash.May execute in Flash.VxWorks images consist of:Text segment---executable instruction.Data segment---Initilized global and static varibles.BSS.VxWorks Image文件类型的说明Uploaded images（通过网口或串口下载到RAM）:vxWorks - basic Tornado, shell 和symbol table 在主机端vxWorks.st（文件很大）- 独立的image,包含shell和symbol table在目标板运行ROM based images(直接烧入ROM的VxWorks):vxWorks_rom - Tornado in ROM,非压缩, 在RAM 中运行vxWorks.res_rom_nosym - Tornado in ROM, 非压缩,在ROM 中运行vxWorks.st_rom - Stand-alone in ROM, 压缩, RAM 中运行vxWorks.res_rom - Stand-alone in ROM, 非压缩, ROM 中运行非BSP make文件中包括:include $(TGT_DIR)/h/make/rules.libraryinclude $(TGT_DIR)/h/make/defs.default(define default value for makefile) ...............BSP make文件中包括:include $(TGT_DIR)/h/make/rules.bsp ...ARM7 做VxWorks imgage 时,在makefile 文件中用MACH_EXTRA 代替LIB_EXTRA, 这样生成的VxWorks时不压缩的在ROM中运行的程序(uncompressed ROM-based VxWorks image),否则就是压缩的在RAM中运行的程序(compressed RAM-based VxWorks image).启动顺序的一些概念The sequence of events which occur as power-up are a functionof type VxWorks image with will run.处理器"跳"到再ROM或Flash中Boot-strap 程序的起点. 这个程序主要有以下作用:关闭中断(来自处理器)初始化目标内存(target memory)装载要运行的VxWorks image segmentsJumps to code to place target in quiet state启动顺序 Boot Sequence--Loadable VxWorks imageBootstrap code executes and loads text and data segments of boot code(from ROM or Flash) into RAM.具体执行如下:Boot code compressed-Decompression during copyBoot code uncompressed-copyBoot code is ROM-resident-copy data segment onlyBoot program executes and loads VxWorks image into RAM.Jumps to VxWorks load point.System initialization code statically linked into loaded VxWorks image executes and completes initialization.Startup Sequence--VxWorks 初始化做以下工作:Place hardware environment in a quiet state.Initalize and start the wind kernelSpawn a tast to complete system initializationSystem initialization task will initialize support for end-user specified facilities,and start the end-user'sapplication二.系统启动顺序VxWorks image分为在ROM中运行和在RAM中运行两种.两者启动顺序的区别在于sysInit()函数的调用.该函数在RAM运行的VxWorks中初始化RAM.ROM中运行的VxWorksVxWorks在ROM中运行,即写入ROM中的VxWorks是非压缩的,不需要解压,系统直接跳到ROM的首地址,运行VxWorks.注意:ROM运行的VxWorks并不支持所有的主扳,应以主扳手册为准.文件romInit.s中的romInit()---->文件bootInit.c中的romStart()---->文件usrConfig.c中的usrInit()----->sysHwInit()----->usrKernelInit()----->Kernel Init(usrRoot,...)VxWorks在ROM中运行主要是为了节省RAM空间,以便应用程序有更大的空间运行.只把VxWorks image的data段复制到RAM的LOCAL_LOW_ADRS, text部分留在ROM并在ROM中执行.ROM中运行的VxWorks缺点是运行速度慢.RAM中运行的VxWorksVxWorks在RAM中运行,即写入ROM中的Boot或VxWorks Image是压缩的,需要先解压copy所有的text和data到RAM的LOCAL_LOW_ADRS 中,下面sysInit()主要是初始化RAM用的,系统直接跳到RAM的首地址,运行VxWorksusrInit()前面不压缩,即romInit(),romStart()不能压缩.文件romInit.s中的romInit()---->文件bootInit.c中的romStart()---->sysaLib.s中的sysInit()---->文件usrConfig.c 中的usrInit()----->sysHwInit()----->usrKernelInit()----->Kernel Init(usrRoot,...)RAM运行的Boot或VxWorks image的text段或data段会从ROM复制到RAM,在RAM中运行.其中usrRoot()是VxWorks启动的第一个任务,由它来初始化driver,network等描述:romInit.s first execute in flash,minal initiliz,then jump to romStart.romStart()开始装载和解压image到RAM,sysaLib.s是在RAM中执行的第一个函数.BootROM imageBootROM image最少的系统初始化,主要用于启动装载VxWorks image.一般有压缩和不压缩两种形式,如bootrom和boot_uncmp.与VxWorks image的区别在于一个Bootrom调用bootConfig.c,而VxWorks调用usrConfig.c.文件romInit.s中的romInit()---->文件bootInit.c中的romStart()---->文件bootConfig.c中的usrInit()----->sysHwInit()----->usrKernelInit()----->Kernel Init(usrRoot,...)其中/target/config/all/bootConfig.c是Boot ROM设置模块.用于通过网络加载VxWorks image.usrRoot()---->bootCmdLoop(void)命令行选择,或autobooting----->bootLoad(pLine, &entry)加载模块到内存(网络,TFFS,TSFS...)----->netifAttach()---->go(entry)----->(entry)()从入口开始执行,不返回.各个函数的主要作用romInit()-----power up,disable interrupt,put boot type on the stack,clears caches.romStart()-----load Image Segments into RAM.usrInit()-----Interrupt lock out,save imformation about boot type,handle all the Initialization before the kernel is actually started,then starts the kernel execution to create an initial task usrRoot().This task completes the start up. sysHwInit()-----Interrup locked,Initializes hardware,registers,activation kernelKernelInit(usrRoot,...)-----Initializes and starts the kernel.Defines system memory partition.Activates a task tUsrRoot to complete initalization.Unlocks inierrupts.Uses usrInit()stack.usrRoot()初始化内存分区表(memory partition library)初始化系统系统时钟(system clock)初始化输入输出系统(I/O system)----可选Create devices----可选设置网络(Configure network)--------可选激活WDB目标通信(Activate WDB agent)---------可选调用程序(Activate application)VxWorks Image在RAM中解压的位置RAM Low Address RAM High AddressVxWorks运行的位置Boot image由ROM解压后Copy的位置,即bootRom区RAM Low Address,RAM High Address和有关定义在BSP,config.h,makefile文件中定义.可参见BSP配置文件及生成下载VxWorks 在ROM中的情况ROM 低高地址位ROM 低地址位压缩的VxWorks Imgage没有压缩的romInit.s和romStart()在ROM的起始位置,系统power up后,从这个起始位开始执行,即执行romInit(),起始位置由硬件定义,一般为0x00000000注:浅蓝色为整个VxWorks Image.其中RAM_LOW_ADRS, RAM_HIGH_ADRS 等一些地址在makefile 和BSP config.h中定义.可参见BSP配置文件及生成下载一.嵌入式操作系统VxWorks简介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），是嵌入式开发环境的关键组成部分。