pSOS操作系统介绍

pSOSystem 操作系统

1.概述

pSOSystem 操作系统是一个高性能、高度模块化的实时操作系统，他完整的提供了基于开放系统标准的多任务环境，被广泛应用于嵌入式微处理器程序开发。pSOSystem实时多任务操作系统内核是以库文件方式存在，他有用于不同CPU的不同OS版本。提供给我们的编程语言接口是C/C++和汇编。像其他操作系统一样，pSOSystem操作系统有它的系统调用，让上层应用使用系统的功能。pSOSystem 操作系统的交插开发环境工具（包括编辑、编译和调试）可以驻留在UNIX或DOS主机上，他们通过串口或以太网同目标机建立通讯链接。

2.系统结构

pSOSystem操作系统是一个模块化高度可配置的操作系统，整个系统的结构如上图：pSOSystem的内核及各个模块都是硬件独立的，不依赖于具体的硬件，不对硬件作假设。由用户提供或配置OS提供的具体的硬件相关的驱动程序或接口程序。在上图的整个系统中，深灰框内是系统内核及系统模块，只需对其按要求进行配置或为其提供驱动程序。在浅灰色框内的部分包括：用户任务(User Task)、中断处理程序(Interrupt Handlers)、设备驱动程序(Drivers)。这三个部分是由用户来做的，做BSP程序主要是编写中断处理程序和设备驱动程序，而编写上层应用程序是编写各个任务(Tasks)。宏观上多个T ask是可以并行执行的，也就是说，一个Task在执行过程中可以被另一个T ask所打断，存在多个Task都在执行，但是都未结束的情况。当然在微观上多个Task是串行的（对单个CPU）。在什么情况下会发生T ask切换呢？只有在发生某一个系统事件的时候，pSOS+便检查现在该哪个T ask运行了，如果不是当前Task，便会发生Task 切换。一般只有发生系统调用时才可能发生系统事件。

BSP（Board-Support Package）板级支持包，是完成用户硬件板功能的程序包，他包括目标系统硬件初始化代码、设备驱动程序和中断处理例程。在BSP里都是以原码(Full Source Code) 存放仅仅与板子硬件相关的程序，与上层有何应用毫无关系。这也是我们把程序加入BSP的一个准则，如果某个程序仅仅与硬件相关，与上层有何应用没有关系，就可以把这个程序放入BSP中。BSP中为上层应用提供了操作硬件的驱动程序及功能函数，BSP 提供给上层应用的接口都是相同的，只是对不同的BSP它们的实现不同而已，这样有利于上层应用程序在不同的板间移植。

●pSOS+ 实时单处理器多任务操作系统内核模块

作为监控软件来提供应用程序要求的系统服务、调度、管理和资源分配，并且协调各种同步和异步操作。pSOS+的特点是小、快、完全可抢占、可重入。

pSOS+将应用程序抽象为：任务、I/O设备驱动程序和中断服务程序ISRs。pSOS+采用了基于优先级的、可抢占的和基于时间片的调度策略，并且每个任务可以有自己特殊的调度策略。

pSOS+是完全与硬件无关的，使得用户能在自己的硬件上使用pSOSystem。

●pSOS+m 实时多处理器多任务操作系统内核模块

是对pSOS+一些特性的扩展，使pSOSystem支持多处理器的操作，处理器间采用的是主从结构。

●pNA+ TCP/IP协议堆栈模块

是一个完全的TCP/IP协议组，包括网关路由协议、UDP、ARP和IGMP等。pNA+使用标准的socket接口，包括Stream、Datagram和Raw Socket。

●pRPC+ 远端过程调用库模块

提供了与SUN兼容的RPC和XDR服务，允许用户用熟悉的远程调用来构造分布式应用。

●pHILE+ 文件系统管理模块

可以通过它有效地访问各种不同的存储设备，支持四种文件格式：MS-DOS文件系统、CD-ROM文件系统、pSOSystem特有的快速文件系统、NFS的Client和Server端

●pREPC+ 标准C库模块

●pROBE+ 调试/分析器

3.开发方式

嵌入式开发环境主要可以分为两部分，宿主机上的工具和目标机上的软件映像。假如我们的目标板采用的是MPC860作为CPU，它本身不具有自开发能力，即我们无法在MPC860下开发运行在它之上的软件，只有借助PC机（x86）来开发软件。这种开发方式被称为嵌入式开发。不具有自开发能力的、待开发的机器（MPC860）叫做目标机（Target）,把所借助的PC机叫做宿主机（Host）。

我们所能用的编辑器、编译器、调试器等工具都在HOST上。首先利用集成开发环境上的编辑器写源代码，其中要根据目标板的功能特性对BSP部分做不同的改动；然后编译自己的源文件和BSP部分，链接OS等不能改动的库文件（操作系统部分是目标代码，是以库文件的方式存放的）形成一个可以在Target上运行的IMAGE；最后用运行在Host之上的调试器把代码下载到Target上，进行调试。

结合上图我们所要开发的有如下几块部分：

操作系统部分是目标代码，是以库文件的方式存放的，无法修改；I/O Drivers（仅提供标准的系统调用接口）实际上也是固定部分，不需改动；只有嵌入式应用部分和BSP是我们要为目标板定做的。

4.嵌入式应用部分

结合ATM和IP的经验嵌入式应用部分由支撑软件模块和应用软件模块构成。支撑软件模块又是由以下几个子模块组成：调度系统，定时系统，通讯系统，内存管理，监控系统，控制系统，告警系统，诊断系统，文件和装载系统。应用软件模块可根据具体的应用来分解。

5.BSP

4.1初始化上电

是指从加电或复位后的第一条指令，到操作系统举起的过程。Boot的初始化可分为三级：

1. CPU 的初始化，如Cache 、寄存器的设置。

2. 板级初始化，指内存的自检、Flash 的刷新等。

3. 系统初始化，为操作系统的运行准备数据结构、配置表等。

4.2驱动程序

驱动程序是包含I/O 操作的子函数，是指目标板上所有硬件的驱动程序。对每个设备，都提供了六种操作的驱动程序：init 、open 、close 、read 、write 和control 。驱动程序必须由上层调用，其调用方式有三种：

1. 在任务中直接调用设备驱动程序。

2. 任务调用内核中的设备驱动程序，由内核根据设备号再调用相应的驱动程序。

3. 在任务中调用了某个服务，而该服务需要设备驱动程序的支持，如网卡。

与硬件无关