VxWorks基础知识
嵌入式实时操作系统VxWorks入门
嵌入式实时操作系统VxWorks入门VxWorksVxWorks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。
VxWorks的实时性体现在能于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。
因此，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。
本文将对这个操作系统进行一个入门级的、全面的介绍。
为力求展示其全貌，全文共分五章：(1)搭建VxWorks嵌入式开发环境;(2)简要介绍VxWorks的基本组成，内核的基本结构;(3)概述VxWorks板级支持包(BSP)的概念及VxWorks的启动过程;(4)介绍VxWorks设备驱动的架构及编写方法;(5)指明VxWorks应用开发的思路，任务调度及任务同步、中断与任务的同步机制。
以上各章中将贯穿着许多实例，由于本文定位于入门级教程，所以文中的实例都将十分简单。
下面我们进入第一章内容的讲解。
嵌入式系统的调试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。
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。
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基础培训
烽火科技
VxSim的HelloWorld（四）
• 最后：查看新弹出的对话框（VxWorks Simulator），^_^ ，可以看到输出的 Hello World
•
此时，还会弹出了一个VxSim Launch的界面，这是主机用来连接目标机的。 点击OK。如果正确安装Tornado并配置正确的话，此时桌面右下角会出现 的图标（如果出现问题，会出现 的图标），点击它可以看到Target Server是 否正常工作。
烽火科技
开发板开发嵌入式程序
• 操作系统的制作与下载
– – – – – – 修改Config.h 制作BSP及bootrom 制作操作系统 配置FTP Server 启动超级终端 引导和下载操作系统
• 应用程序的编制和调试
烽火科技
操作系统的制作与下载
修改Config.h
• VxWorks的缺省配置参数由tornado\target\config\all目录中 的configAll.h决定，如第528行开始通信路径的配置 • 对于某一目标板特定的配置参数，如ads860，使用 tornado\target\config下相应目录中的config.h，下面以 ads860板为例 • 如果没有相应目录，可定制，如建立8240目录，其文件代 码由BSP开发人员编写
• WindShell
– 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
烽火科技
创建任务
• 在usrAppInit函数中添加函数userMain( )，作为自己应用程序的入口函数。
•
编写一个C文件（uesr.c），内容如下：
烽火科技
编译代码及运行
• 选择Add Files,添加uesr.c到工程中:
vxWorks学习笔记
vxWorks学习笔记vxWorks学习笔记2006-07-20 11:141．VxWorks开发方式：交叉开发，即将开发分为主机（host）和目标机（target）两部分。
类似于dos下C语言程序的开发。
合并开发的优点：简单缺点：资源消耗量大，CPU支持，非标准体系的支持host (Tornado) target(vxWork) 小程序模块vxWorks实际采用开发模式Tornado提供：编辑，编译，调试，性能分析工具，是vxWorks 的开发工具vxWorks：面向对象可以剪裁的实际运行操作系统2.vxWorks启动方式<1>Rom方式 (vxWork_rom)vxWorks直接烧入rom<2>Rom引导方式（bootrom+vxWorks）其中bootrom烧入rom，vxWorks可以通过从串口，网口，硬盘，flash等下载！这里的bootrom不是开发环境中的bootable，在开发环境里bootable指的是vxWorks，downloadable指application3.调试<1>attach用来在多任务调试时将调试对象绑定到某个任务<2>任务级调试（attach taskName）单个任务的调试不会影响到其他任务的运行，主要用来调用户的应用程序。
全局断点：在调另一任务或本任务时，系统运行本任务断点，则停下。
各任务要配合使用。
任务断点：调本任务时，系统运行到本任务断点，则停下。
如果没有attach到本任务，不起作用。
一次性断点：跑到一次之后自动删除。
<3>系统级调试(attach system)把所有task和系统core、中断看成一个整体，可用于调试系统和中断。
对中断调试，如果不是系统级调试，无论是那种断点都不起作用！wdbAgent不在调试范围内，当任务级调试时工作在中断方式，系统级调试工作在轮询方式。
！可是使用命令行方式的调试，参看crossWind教程。
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开发入门教程索引
vxWorks还提供了内存泄漏检测功能，以帮助用户发现并及时处理内存泄漏问题。同时，vxWorks还支持内 存回收功能，可以自动回收不再使用的内存空间。
03 开发环境搭建与 配置
安装与配置开发环境
安装Wind River Workbench
下载并安装适用于您的操作系统的Wind River Workbench，这是开发vxWorks应用程序的集成开发环境（ IDE）。
vxWorks开发入门教程索 引
contents
目录
• 引言 • vxWorks基础知识 • 开发环境搭建与配置 • 驱动程序开发与调试 • 中间件及组件应用 • 系统优化与性能提升 • 项目实战：基于vxWorks的智能家居控
制系统设计
01 引言
vxWorks概述
01
vxWorks是一款实时操作系统（RTOS），专为嵌入式系统设计 ，具有高性能、可确定性和低延迟等特点。
日志和跟踪工具
使用vxWorks提供的日志和跟踪工具来记录应用程序的运行状态和错误信息。这有助于 分析和解决问题。
04 驱动程序开发与 调试
设备驱动模型概述
01
设备驱动模型组成
包括设备、驱动和服务等组件， 用于实现硬件设备的抽象和访问 控制。
02
设备驱动模型作用
提供统一的设备访问接口，屏蔽 底层硬件细节，简化驱动开发流 程。
关键模块代码实现及讲解
设备驱动模块
展示设备驱动模块的代码实现，包括 设备初始化、数据读写等操作。
通信协议模块
介绍通信协议模块的实现，包括协议 的选择、封装和解封装等过程。
应用功能模块
展示应用功能模块的代码实现，如远 程控制、自动化场景设置等。
Works操作系统学习笔记
VxWorks 操作系统学习笔记1. VxWorks 任务任务：在执行时每个程序都被称之为任务。
VxWorks操作系统中，任务可以直接地或者以共享方式访问大多数系统资源，为了维护各自的线程，每个任务必须保持有足够的上下文环境。
(1) 任务状态：就绪（READY）：该状态时任务仅等待CPU的状态，不等待其他任何资源。
阻塞（PEND）：任务由于一些资源不可用而被阻塞时的状态。
睡眠（DELAY）：出于睡眠的任务状态。
挂起（SUSPEND）：该状态时任务不执行，主要用于调试用。
挂起仅仅约束任务的执行，并不约束状态的转换，因此pended-suspended状态时任务可以解锁，delayed-suspended状态时任务可以唤醒。
DELAY+S：既处于睡眠又处于挂起的任务状态。
PEND+S：既处于阻塞又处于挂起的任务状态。
PEND+T：带有超时值处于阻塞的任务状态。
PEND+S+T：带有超时值处于阻塞，同时又处于挂起的任务状态。
state+I：任务处于state且带有一个继承优先级。
------------------------------------------------------------------------| ready | ——> | pended | semTake () / msgQReceive () || ready | ——> | delayed | taskDelay () || ready | ——> | suspended | taskSuspend () || pended | ——> | ready | semGive () / msgQSend () || pended | ——> | suspended | taskSuspend () || delayed | ——> | ready | expired delay || delayed | ——> | suspended | taskSuspend () || suspended | ——> | ready | taskResume () / taskActivate () || suspended | ——> | pended | taskResume () || suspended | ——> | delayed | taskResume() |------------------------------------------------------------------------(2) Wind任务调度在Wind内核中，默认算法是基于优先级的抢占式调度算法，也可以使用轮转调度算法。
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学习资料整理
Vxworks学习资料整理Vxworks学习资料整理 (1)1 基于硬盘启动的Vxworks环境搭建 (3)2 Vxworks引导盘制作 (6)2.1 通过DOS加载VxWorks方法 (6)2.2 Bootrom三种类型 (7)2.3 VxWorks映象 (7)2.4 Bootrom.sys最快制作方法 (8)2.5 从网络引导 (8)2.6 从本地硬盘引导 (9)2.7 制作bootrom文件 (9)2.8 Bootrom编译步骤 (11)2.9 用BSP生成Bootable工程(即我们的程序文件) (12)2.10 FTP Server下载VxWorks (14)3 Tornado调试环境的建立 (17)3.1.1 配置文件config.h (17)3.1.2 网络连接 (18)6 从主机搭接（attach）到目标机 (21)7.1.3 串口连接 (21)4 4.Config.h文件注释说明 (22)4.1 启动行说明 #define DEFAULT_BOOT_LINE \： (22)4.2 Config.h 文件说明 (23)4.3 启动参数结构体 BOOT_PARAMS (35)4.4 booting过程介绍，比较详细 (39)5 sysClkRateGet();返回系统时钟每秒的tick数量, tick详解 (43)6 中断应用设计要点 (44)7 驱动程序设计 (49)8 缩短vxworks的启动时间 (52)9 调试篇 (55)10 驱动编程步骤 (55)10.1 将驱动程序增加到“系统驱动程序列表”中 (55)10.2 将设备增加到“系统设备列表”中 (55)10.3 打开设备，得到文件描述符 (55)10.4 SELECT机制的使用 (56)10.4.1 select( )函数翻译 (58)11 VxWorks系统的网络驱动(END) (60)12 VXworks操作系统中信号量用于多任务同步与互斥的讨论 (62)12.1 二进制信号量实现互斥和同步 (64)12.1.1 互斥的实现： (64)12.1.2 同步的实现: (65)12.2 互斥信号量 (67)13 Tornado的文件目说明录 (68)14 Shell 内置命令说明 (72)14.1 任务管理 (72)14.2 任务状态信息 (72)14.3 系统修改和调试 (73)14.4 对象命令( WindSh Commands for Object Display ) (73)14.5 WindShell and Browser, Shell 命令 (74)15 驱动篇 (82)16 中断篇 (83)16.1 中断服务程序ISR编写注意事项 (83)16.2 中断号与中断向量的转换 (84)16.3 安装中断服务程序 intConnect() (84)16.4 调试中断服务程序方法 (84)17mkboot批处理命令详细解释 (84)18 MakeFile 说明 (86)19 VxWorks5.4中的输入输出重定向 (89)19.1 vxworks屏幕输出, 一般来说用printf都是串口/shell输出，串口输出就可以到屏幕上了? (89)19.2 20.2 VxWorks中针对X86开发时标准输入输出的重定向？ (90)20 怎样加入外部.o文件? (93)21 如何在Vxworks中使用 cd ,pwd , ls 命令：启用File System and Disk Utilities 组件(INCLUDE_DISK_UTIL)，可在shell下用pwd/cd/ls等命令 (94)22 Error: image is larger than 524288 bytes (94)23 proxyArpDefaultOn()未定义解决方法？ (95)24 如何将VxWorks的系统定时间隔或系统Ticks设置为1ms (95)25 read/write、fread/fwrite、fopen/open有什么区别 (96)26 快速启动 (100)27 启动时报ATA0a和硬盘启动相关问题 (100)28 如何安装USB2.2新版本及编译USB驱动? (101)29 WindML、图形界面相关问题 (102)29.1 WindML,ugldemo出错? (102)29.2 5101 VxWorks黑屏问题？ (102)29.3 添加ugldemo.c后，编译报undefined reference to “ugltextdraw”错误一大堆？ (103)29.4 WindML 中文字库显示？ (103)30 VxWork6.8相关问题 (105)30.1 ELF和bin文件的区别? (105)30.2 diab和GNU的区别？ (106)31 No such file or directory错误？ (108)专业术语：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.1基于硬盘启动的Vxworks环境搭建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）。
VxWorks 5.5 学习笔记
VxWorks 5.5开发指南学习笔记第一章VxWorks概述1．绪论VxWorks是一种嵌入式的实时操作系统，所谓嵌入式操作系统就是我们自己设计开发一块可以实现某种功能的板子，一般的功能板上都有一个cpu，嵌入式实施操作系统就是运行于这个cpu之上，使我们能够在板子上作相应得软件开发实现板子功能。
VxWorks支持32位的CPU，包括Intel公司的x86、Motorola公司的68k 和PowerPC、MIPS、ARM、Intel公司的i960、Hitachi公司的SH。
我们设计的这块板子通常没有软件的自开发能力，所以我们需要一台通用机来辅助开发，这台通用机可以是PC或工作站，我们称辅助我们软件开发的通用机为宿主机(Host)，用户自己开发的板子为目标机(Target)。
宿主机上要有一个集成开发环境(IDE)来辅助我们的软件开发，这套集成开发环境可以运行在Windows95/NT 或 UNIX下，包括交叉编译器(Cross Compiler)和交叉调试器(Cross Debugger),所谓交叉编译器就是在宿主机上编译生成可以在目标机上运行的代码IMAGE，交叉调试器就是通过宿主机和目标机之间的某种耦合方式实现前后台调试。
我们称宿主机上的这套集成开发环境为Tornado，编译生成的目标机上的可执行代码IMAGE为VxWorks。
在系统安装的时候，集成调试环境和VxWorks的原材料（一些obj文件）都安装到宿主机上，编译生成的在目标机上运行的IMAGE内包含操作系统。
下面我们分别来介绍这两部分内容。
1.1IMAGE of VxWorks1．IMAGE的结构IMAGE可以分为三个层次四个部分，最底层是BSP，中间层是VxWorks其中包含WindKernel 和components两部分，最高层是应用实现层app。
1)BSPBSP是系统用来管理外设的部分，由两部分组成：初始化、驱动程序。
所谓初始化是指从系统上电复位开始直到wind kernel和usrRoot根任务启动的这段时间系统的执行过程。
vxworks7编程指南
vxworks7编程指南摘要：1.VxWorks7 简介2.VxWorks7 编程基础3.VxWorks7 编程进阶4.VxWorks7 编程实例5.VxWorks7 编程总结正文：【VxWorks7 简介】VxWorks7 是一款实时操作系统（RTOS），广泛应用于各种实时控制系统和嵌入式系统中。
其强大的功能和良好的性能使其成为众多开发者的首选。
本指南将为您提供VxWorks7 编程的基本知识和进阶技巧。
【VxWorks7 编程基础】在开始VxWorks7 编程之前，您需要了解一些基本概念。
首先，VxWorks7 的任务调度采用优先级调度策略，任务根据优先级分为不同等级。
此外，VxWorks7 还提供了丰富的同步和通信机制，如信号量、互斥锁和消息队列等，以确保实时性能和系统稳定性。
【VxWorks7 编程进阶】在熟悉基本概念后，您可以深入学习VxWorks7 的编程技巧。
本节将介绍如何使用VxWorks7 提供的API 进行任务管理、内存管理和设备驱动等操作。
此外，还将学习如何调试和优化VxWorks7 应用程序，以提高系统性能。
【VxWorks7 编程实例】为了帮助您更好地理解和应用VxWorks7 编程知识，本节将通过一个实际案例进行讲解。
实例为一个简单的嵌入式控制系统，包括一个主任务和两个子任务。
主任务负责接收用户输入，子任务分别负责控制两个电机。
通过这个实例，您将了解如何编写和调度VxWorks7 任务，以及如何使用同步和通信机制实现任务间的协作。
【VxWorks7 编程总结】在本指南中，我们为您介绍了VxWorks7 编程的基本知识和进阶技巧。
通过学习，您应该已经掌握了如何在VxWorks7 环境下编写实时应用程序，并了解了如何使用同步和通信机制实现任务间的协作。
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任务基础解读
在任务被创建时从系统内存池中分配 任务创建后堆栈的大小就固定了 内存在堆栈中预留了一些空间，使得实际可用 的堆栈空间比申请的堆栈空间要小 超过堆栈大小（stack crash）会导致系统不可 预见行为
任务选项（options）
在任务创建时，可以按位“与”或者“或”同 时使用 – VX_FP_TASK 增加对浮点的支持 – VX_NO_STACK_FILL 不使用0xee填充stack – VX_UNBREKABLE 禁止断点 – VX_DEALLOCATE_STACK 当任务退出时对 stack和TCB进行回收 使用taskOptionGet()来查询任务的option 使用taskOptionSet()来设置或复位option
VxWorks应用设计
中科信软培训中心
四、VxWorks任务基础
4.1 VxWorks的实时多任务简介
实时性使得一个控制系统能够及时响应对该系统 的控制。 如果一个系统的响应时间是可以预测的，则它 就是一个具有确定性的系统。 从一个事件发生到它被响应之间的时间称为 Latency。 确定性恢复(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
任务名
为方便人们理解而设置 – 通常在开发过程中在Shell中使用 – 在程序中使用task id 为了方便起见，起任务名时一般以t作为开头； 由系统所起的默认的任务名为t后面带一个顺序 增加的数字 任务名不一定是唯一的（但通常都是唯一的） 相关的taskLib例程有 – taskName（） 从tid得到任务名 – taskNameToId 从任务名得到tid
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。
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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
操作系统 模块
Wind 内核
目标开发 工具
嵌入式操作系统VxWorks
VxWorks
I/O子 系统
基
本
体
系
网络子 系统
结
构
嵌入式操作系统VxWorks
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， 看门狗定时器和内存管理机制。
嵌入式操作系统VxWorks
BSP 以及映像
介绍
嵌入式操作系统VxWorks
BSP(Borad Support Packet),板级支持包 对单板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、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。
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。
文件系统 :支持四种文件系统： dosFs，rt11Fs，rawFs 和 tapeFs 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。
BSP功能
• BSP位于硬件平台与操作系统之间，类似普通操作系统的BIOS, 用于对上层软件屏蔽各种硬件相关性。
• 给VxWorks提供硬件环境接口。 • BSP 主பைடு நூலகம்负责:
– 硬件上电初始化. – 支持 VxWorks访问硬件驱动. – 把硬件相关和无关的软件很好地结合到VxWorks。 • BSP不是硬件驱动程序 : – 是一种访问硬件的硬件驱动程序 – 硬件驱动分为通用和BSP有关两类。 – 通用驱动管理可在目标环境间移动的设备 (如以太网芯片). – BSP 驱动管理特定目标环境的设备 (如中断控制器）。
课程大纲
VxWorks介绍 关于BSP以及映像 Tornado介绍 开发实例之一 开发实例之二 开发实例之三 映像启动流程
VxWorks
VxWorks 是美国 Wind River System 公司（ 简称风河 公司 ， 即 WRS 公司）推出的一个实时 操作系统。
虚拟 内存
多任务 处理
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。
BSPs 和VxWorks关系
BootRom与VxWorks映象
VxWorks借鉴了传统PC操作系统的引导原理，其将 整个引导过程分为两个阶段：
• BOOTROM启动 • 通过BOOTROM加载VxWorks映象
BOOTROM相当于PC机中的BIOS，它完成对加载过 程中所需设备的初始化及驱动；然后通过某种可 选择的通讯手段（如网口，串口），将VxWorks 内核映象到内存中，并执行。此处的VxWorks映 象 就 相 当 于 我 们 在 PC 机 上 装 的 操 作 系 统 ， 如 DOS,Windows。 BOOTROM 和 VxWorks 使 用 不 同 方 法 来 编 译生成。
不同处理器之间的共享内存区域，用于不同CPU的通讯与同步。
WBD协议：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。 Tornado 目标服务器（Target
Server）向目标代理发送调试请求。
嵌入式操作系统VxWorks
网络支持：它提供了对其它VxWorks系统和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 代理ARP、DHCP、DNS、OSPF、RIP。
VxWorks系统中的BSP
针对某类CPU的硬件单板，vxWorks通常提 供有其DEMO板的BSP,也就是我们所说的最小系统 BSP。一般来说，我们在硬件系统设计好之后， 都会先找到一个与自己系统相近的DEMO板BSP,并 以此为基础,开发自己单板的BSP。
VxWorks为了最大限度的支持不同的硬件环境， 也提供了一些常用硬件芯片的驱动程序，它们通 常是与具体CPU无关的设备，如一些PCI网口芯片， 串口芯片等。这些驱动程序大多实现为CPU无关 或很容易移植，可以方便的用于其他CPU平台。 这也是开发驱动程序所应该遵循的原理。另外， 我们的最小系统BSP,往往在默认情况下，使用这 些驱动程序。
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。
板级支持包 BSP :板级支持包向VxWorks操作系统提供了对各种板 子的硬件功能操作的统一的软件接口，它是保证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。 每 个板级支持包括一个 ROM 启动（Boot ROM）或其它启动机制。