vxworks操作步骤

VxWorks及其应用开发陈香兰xlanchen@ /~xlanchen2006年7月U niversity of S cience and T echnology of C hina课程内容•VxWorks和Tornado简介•任务和任务间通信•信号、中断处理与定时机制•调试环境与实例分析•网络编程•VxWorks操作系统配置VxWorks及其集成开发环境Tornado简介xlanchen@2006.7.5U niversity of S cience and T echnology of C hina主要内容•VxWorks操作系统及其特点•VxWorks操作系统的组成•VxWorks开发环境的基本结构•Tornado集成开发环境的主要组成•Tornado集成开发环境的工具集VxWorks操作系统•VxWorks是专门为实时嵌入式系统设计开发的操作系统软件，提供•高效的实时任务调度•中断管理•实时的系统资源•实时的任务间通信VxWorks的特点•其微内核Wind是一个具有较高性能的、标准的嵌入式实时操作系统内核•具有较好的可剪裁性•支持应用程序的动态链接和动态下载•具有较好的兼容性VxWorks操作系统的组成•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只占用很小的存储空间，并可高度剪裁，保证了系统能以较高的效率运行VxWorks 体系结构框图高性能的实时操作系统核心：Wind 包括：采用基于优先级的、可抢占的多任务调度任务间同步机制进程间通信机制中断处理看门狗内存管理机制板级支持包：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，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的地址映射内存分配等等每个BSP 包括一个ROM 启动或其他启动机制TCP/IP 协议栈和网络驱动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 POSIX 标准的异步I/O I/O 系统VxWorks 包括以下驱动程序：网络驱动：用于网络通信，支持多种网卡管道驱动：用于任务间通信RAM 盘驱动：用于常驻内存的文件SCSI 驱动，用于SCSI 设备键盘驱动，用于x86键盘，仅存在于x86BSP 显示驱动：用于x86VGA 文本显示，仅存在于x86BSP 磁盘驱动，用于IDE/ATA 设备，仅存在于x86BSP 并口驱动，用于PC 风格的目标机提供适用于实时系统应用的快速文件系统这些设备都使用一个标准接口，从而使得文件系统能够灵活的在设备驱动程序上移植支持的文件系统包括：dosFs ：与MS-DOS 兼容的文件系统rt11Fs ：一种与RT11操作系统兼容的文件系统rawFs ：原生文件系统将整个盘作为一个文件，允许根据偏移读写磁盘的一部分tapeFs 、TrueFFS 、CdRomFs 文件系统：VxWorks 中，普通数据文件、外部设备都统一作为文件处理实用库VxWorks 提供了一个实用例程扩展集，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VxWorks 的网络设施VxWorks 的网络设施包括：与BSD 套接字兼容的编程接口远程过程调用RPC （Remote Procedure Call可选的简单网络管理协议SNMP （Simple Network Management Protocol远程文件访问，包括基于client/Server 的NFS 机制以及使用RSH 、FTP 或TFTP 的非NFS 机制远程的登录和telnetTCP/IP 协议栈无论是松耦合的串行线路、标准的以太网连接还是以及bootp 和ARP 代理其他VxWorks组件•以及：虚拟内存（VxVMI）与共享内存（VxMP）•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目标代理（Target Agent）基于目标机的工具目标代理（Target Agent ）•VxWorks 的开发使用基于主机/目标机结构的交叉开发环境•目标机：运行VxWorks 和应用程序的板子，通常为嵌入式板子•主机：运行Tornado 集成开发环境，为目标机生成VxWorks 和应用程序•主机与目标机之间通过以太网或串口相连，其通信由Target server/Agent 方式进行开发环境（Target Server ）主机目标系统（Target Agent ）目标机以太网/串口•目标代理，Target Agent遵循WBD（Wind Debug）协议，允许目标机与主机上的Tornado开发工具相连。

•在目标代理的默认设置中，目标代理是以VxWorks的一个任务tWdbTask的形式运行的•TargetServer 向目标代理发送调试请求•调试请求可以决定目标代理对系统中其他任务的控制和处理默认方式下，target server 与target agent 通过网络通信，但用户也可以改变通信方式Tornado集成开发环境简介•Tornado集成开发环境•是实现嵌入式实时应用程序的完整的软件开发平台•是交叉开发环境运行在主机上的部分•是开发和调试VxWorks系统不可缺少的系统组成部分•Tornado是一个窗口环境，集成了编辑器、编译器、调试器于一体Tornado开发系统的组成主机工具与VxWorks系统之间的通信由Target server/Agent共Tornado开发系统包含三个高度集成的部分：同完成VxWorks：运行在目标机上的高性能、可剪裁的实时操作系统Tornado开发环境：运行在宿主机上，包括一组交叉开发工具和实用程序，连接宿主机和目标机的多种通信方式Tornado IDE 的主要组成工具集成的源代码编辑器工程配置工具——Project Facility/Configuration 可以对VxWorks 操作系统及其组件进行自动地配置Makefile 自动生成维护软件工程维护自动的依赖性分析代码容量计算自动剪裁C/C++编译环境VxWorks 提供交叉编译器、iostreams 类库和一系列的工具来支持C 语言和C++语言Diab C/C++ Compiler ：唯一获得Motorola 白金大奖的嵌入式编译器GNU C/C++ Compiler ：应用最广泛的编译器提供对C++全面的支持目标机系统状态浏览器——browser 这是Tornado shell 的一个图形化组件提供目标系统的全面状态总结，也允许开发者监视独立的目标系统对象：任务、信号灯、消息队列、内存分区、定时器、模块、堆栈等开发者可以选择周期性或条件性的更新状态值调试器，包括命令行和图形接口工具CrossWind/WDB 就是图形化的增强型交叉调试器远程源代码集成调试器支持任务级和系统级调试支持混合源代码和汇编代码显示支持多目标机同时调试WindView ，集成的软件逻辑分析仪（诊断分析工具）可以向开发者提供目标机硬件上实际运行的应用程序的详细情况可以与VxSim 一起使用集成的VxWorks 目标仿真器——VxSim 提供与真实目标机一致的调试和仿真运行环境VxSim 对软件开发者的意义：在嵌入式系统开发中软件的开发通常受到硬件开发进度的制约由于软件开发必须滞后于硬件开发，影响了产品研发进度VxSim 在一定程度上解决了这个问题：使得用户可以在工程开发初期，在硬件环境尚不具备的情况下，可以利用Tornado 进行与硬件无关模块的设计命令执行工具——WindShC 语言命令shell这是Tornado 所独有的功能强大的命令行解释器可以直接解释C 语言表达式、调用目标机上的Ｃ函数、访问系统符号表中登记的变量还可以直接执行ＴＣＬ语言可以实现所有的调试功能，包括下载/删除软件模块创建并发起一个任务、删除任务创建/删除端点运行/单步/继续执行程序查看/修改内存、寄存器、变量查看任务列表、内存使用情况、CPU 利用率查看特定的对象（任务、信号量、消息队列、内存分区、类）其他核心工具•多语言浏览器——WindNavigator •提供源代码浏览•图形化显示函数调用关系•快速代码定位•图形化核心配置工具——WindConfig •使用图形向导方式智能化的自动配置VxWorks内核及其组件参数•增量加载器•可以动态的加载新增模块并在目标机与内核实现动态链接运行，不必重新下载内核及未改动的模块Tornado IDE的工作方式•Tornado IDE不受目标机资源的约束•上述工具运行在主机上，依赖存放在主机上的目标机系统的符号表•它们与目标机通过target server/agent交互使用Tornado IDE可以大大缩短嵌入式开发周期•Tornado的核心功能之一：支持动态链接与加载•开发者可以分批将目标模块加载到目标系统上•不必在主机上将应用程序与内核链接起来，然后整个的下载到目标系统上去•可以大大缩短编辑-测试-调试周期Tornado的简单教程xlanchen@2006.7.5U niversity of S cience and T echnology of C hina主要内容•创建project•Build project•运行、观察、调试projectTornado的安装启动Tornado创建工程对话框第一次使用Tornado，会弹出这个窗口创建一个新的project以后根据这里的选择，弹出或不弹出这个对话框如果需要使用这个对话框，可以通过File中的New project菜单获得Bootable VxWorks Image•Image将运行在目标机上，包括•RTOS内核、BSP、应用程序和组件4个部分ApplicationcomponentsWind内核WDB Agent Shell File SystemBSP作为演示，我们创建一个downloable的应用程序模块，并让其运行在目标机仿真器上建立一个可下载应用：确定project名与路径选择工具链（toolchain ）工具链是一套用来建造针对特定目标机应用的交叉开发工具Tornado 提供的工具链是基于GNU 的预处理、编译、汇编和链接器针对目标仿真器，默认的工具链名字形式是SIMhostOsgnu对NT 主机是SIMNTgnu确认所做的选择Workspace0和example1的信息窗口此时在上面选定的目录中添加源文件•第一步：添加源文件到开发目录中•第二步：将这个源文件加入到example1中第一步：添加源文件到开发目录中从Tornado的安装目录下：（安装目录）\target\src\demo\start拷贝源文件到开发目录中D:\VxWorks_examples第二步：为example1添加源文件右键此时，example1的信息窗口加入的源文件源文件所依赖的外部文件即将由源文件所产生的目标文件cobble.c产生的目标文件Tornado自动为example1生成的目标文件，包含所有目标文件Build project•首先预览一下默认的build 设置双击Makefile 默认规则宏编译器、汇编器、链接器选项•根据上述默认规则，Build example1右键假如在源文件中有错误•例如，在cobble.c中不小心使用了“//”•在build的时候将被检查出错双击出错位置•删除出错的那一行内容•当编译成功后，就可以将应用下载到目标仿真器上启动目标机仿真器目标机仿真器输出窗口选择运行browser、shell、debugger、simulator等等在运行应用之前，应当先配置debugger选择当一个异常发生时，调试器可以自动地与任务关联•运行debugger•下面的状态栏中变成•工具栏中的调试图形接口被激活•运行shell•Tornado Shell也就是WindSh是一个C语言命令解释器•它允许在shell命令行中调用下载到目标机上的任何程序•它自身还提供一套用于任务管理、访问系统信息、调试等命令。