1、嵌入式實時操作系統VxWorks入門開發環境構建scholinktech 建議刪除該貼! | 收藏 | 回復 | 修改 | 2009-11-03 16:22:03 樓主     VxWorks操作系統是美國WindRiver公司于1983年設計開發的一種嵌入式實時操作系統(RTOS)，它以其良好的可靠性和卓越的實時性被廣泛地應用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術及實時性要求極高的領域中，如衛星通訊、軍事演習、彈道制導、飛機導航等。在美國的 F-16、FA-18 戰斗機、B-2隱形轟炸機和愛國者導彈上，甚至連1997年4月在火星表面登陸的火星探測器上也使

2、用到了VxWorks。VxWorks原先對中國區禁止銷售，自解禁以來，在我們的軍事、通信、工業控制等領域得到了非常廣泛的應用。 嵌入式系統的調試方法一般為通過PC(宿主機)上的集成開發環境交叉編譯針對特定電路板(目標機)的程序，然后將程序通過目標板的 JTAG、串口或網口等途徑下載到目標板上運行。如圖1。因此，為了構造一個嵌入式系統的學習環境，擁有一塊包含CPU、存儲器及I/O電路(構造計算機系統)的目標電路板往往是必要的。雖然許多集成開發環境附帶模擬軟件，但僅限于指令集的模擬，均無法模擬物理的目標機硬件平臺，因而在其上只能進行應用程序的象征性模擬開發。但是，并非所有人都能擁有一塊物理的電路板

3、。在這種情況下，我們如何構造一個模擬的開發環境，其學習效果就如同擁有完全真實的電路板一樣呢? 本文試圖解答此問題。 主體內容包括四個方面： 1. 利用VMware等軟件模擬真實的目標機 2. 構建VMware虛擬PC上VxWorks BSP，建立Bootrom和OS映像 3. 修改Tornado相關設置，連接宿主機與目標機，建立調試通道 4. 寫一個簡單的應用程序并下載到目標系統運行 圖1 嵌入式系統的調試 本章工作的最終目標為： 1. VxWorks在VMware啟動成功并順利運行，如圖： 圖2 在VMware中運行的VxWorks 2. 可在Tornado上針對目標板編譯程序并進行調試，如

4、圖3： 圖3 與目標機建立調試通道的Tornado 1. 模擬目標機 PC也具有目標機的所有特點，實際上，我們可以把PC作為嵌入式系統的目標機，從而構造如圖4所示的開發模型： 圖4 PC作為目標機 很遺憾，這種方法實際上非常麻煩，同時開動兩臺PC進行調試將使你和你的室友飽受折磨，既然他如此地熱切于游戲和上網。因此，我們可以借助VMware來在本機上虛擬出另一PC。 VMware的確是天才的作品!在同一PC上，利用VMware幾乎可以安裝所有的操作系統，而且操作系統之間的切換不需要重新啟動電腦。VM 的意義是Virtual Machine，即虛擬出一個邏輯的電腦，它可以提供基于Intel CPU

5、的虛擬PC系統環境，包括CPU、內存、BIOS、硬盤和其他外圍硬件設備。 下面我們講解用VMware來建立一臺虛擬PC的步驟： (1)下載并安裝VMware; (2)使用VMware向導建立一個針對VxWorks的虛擬機; 此步驟中注意在操作系統中選擇“other”，如圖5： 由于目標機最終通過軟盤啟動，因此要求你的電腦具有軟驅。很遺憾，當年日常使用的軟盤如今成了古董，很少再有電腦配備軟驅。因此，我們再來制造一個假冒偽劣產品，虛擬一個軟驅。又一個天才的工具軟件RamDiskNT為我們提供了這一便利，圖6演示了用RamDiskNT虛擬一個1.44M軟盤的方法。 僅僅虛擬一個軟驅是不夠的，把這個軟

6、驅添加到我們建立的虛擬機中才算修成正果，圖7演示了添加軟驅后的虛擬機硬件設置。 2. 構造BSP 2.1下載和編譯網卡驅動 VMware為運行于其上的操作系統提供虛擬網卡支持，該網卡類型即為AMD的PC-NET，在Tornado開發包中已經包含了該類型網卡的驅動程序，但經過測試，在VMware環境中該驅動無法正常工作，所以可從AMD的網站上下載最新的驅動程序。下載得到的是一個可執行的安裝程序，運行該程序將得到一個壓縮包和一個幫助文件，按照該幫助的要求，將壓縮包直接釋放到Tornado目錄下。如果提示是否允許覆蓋文件，則選擇允許。 此后按如下步驟完成驅動程序的編譯和替換： 打開一個控制臺窗口，運

7、行批處理程序： C:tornado2.2hostx86-win32bintorVars.bat; 該批處理文件用于設置環境變量，其內容為： rem Command line build environments set WIND_HOST_TYPE=x86-win32 set WIND_BASE=C:Tornado2.2 set PATH=%WIND_BASE%host%WIND_HOST_TYPE%bin;%PATH% 如果沒有設置成功，可以手工設置這些環境變量。 定位到C:tornado2.2targetsrcdrvend目錄，運行： make CPU=PENTIUM tool=gnu l

8、n97xend.o 定位到C:tornado2.2targetlibpentiumPENTIUMcommon目錄，并將上一步生成的文件ln97xend.o復制到此目錄下。備份此目錄下的文件libdrv.a； 運行命令arpentium -d libdrv.a ln97xEnd.o，刪除libdrv.a中原有的ln97xEnd模塊； 運行命令arpentium -ra iOlicomEnd.o libdrv.a ln97xEnd.o將我們剛剛創建的新ln97xEnd模塊添加進去。 2.2修改配置文件 我們要修改編譯VxWorks的配置頭文件Config.h中定義的一些參數，使編譯出來的系統引導程

9、序和VxWorks的映象符合我們的要求;同時還要修改sysLn97xEnd.c這個文件，以使系統的網絡功能正常運行。 (1) 定位到目錄 C:tornado2.2targetconfigpcPentium，并打開該目錄下Config.h文件； (2) 查找到定義 DEFAULT_BOOT_LINE 宏的地方，修改預處理條件CPU = PENTIUM分支下的定義如下： #define DEFAULT_BOOT_LINE "lnPci(0,0)your_host_name:d:vxWorks h=69 e=54 u=target pw=vx

10、works tn=target" 其中： lnPci(0,0)指定了使用第0個網卡和第0個處理器，lnPci這個標識會因為使用的驅動程序不同而有所不同，但這里用lnPci就可以了； host指定你的主機的名字，使用host就可以； d:vxWorks指定了VxWorks映象下載的完整路徑(后面會有說明)； h=69是宿主機的IP地址，可以根據實際情況修改； e=54是目標機的IP地址，可以根據實際情況修改； u=target指定了FTP服務器的用戶名，這個FTP就是用來下載VxWorks映象的； pw=vxworks是FTP服務器與用戶

11、名target對應的密碼； tn=target指定目標機的名字，任意指定即可。 (3) 指定網卡驅動程序 首先定位到“Network driver options”這段文字，保證INCLUDE_END和INCLUDE_LN_97X_END這兩個宏處于定義狀態(define)，其他的宏都處于未定義狀態(undef)，即： 以下為引用的內容： Network driver options */ #define INCLUDE_END Enhanced Network Driver Support */ #undef INCLUDE_DEC21X40_END (END) DEC 21x4x PCI

12、interface */ #undef INCLUDE_EL_3C90X_END (END) 3Com Fast EtherLink XL PCI */ #undef INCLUDE_ELT_3C509_END (END) 3Com EtherLink III interface */ #undef INCLUDE_ENE_END (END) Eagle/Novell NE2000 interface */ #undef INCLUDE_FEI_END (END) Intel 8255【7/8/9】 PCI interface */ #undef INCLUDE_GEI8254X_END (E

13、ND) Intel 82543/82544 PCI interface */ #define INCLUDE_LN_97X_END (END) AMD 79C97x PCI interface */ #undef INCLUDE_ULTRA_END (END) SMC Elite16 Ultra interface */ #undef INCLUDE_BSD BSD / Netif Driver Support (Deprecated) */ #undef INCLUDE_EEX (BSD) Intel EtherExpress interface */ #undef INCLUDE_EEX3

14、2 (BSD) Intel EtherExpress flash 32 */ #undef INCLUDE_ELC (BSD) SMC Elite16 interface */ #undef INCLUDE_ESMC (BSD) SMC 91c9x Ethernet interface */ (4) 包含PC_CONSOLE 缺省情況下，VxWorks系統是不接受外部輸入設備(如鍵盤)的輸入，也不向外部輸出設備(如顯示器)輸出數據。為了便于調試，我們必須改變它的這種缺省狀態，包含對PC控制臺的支持。查找定位宏INCLUDE_PC_CONSOLE，保證其處于定義狀態(define)即可，即： 以

15、下為引用的內容： #define INCLUDE_PC_CONSOLE PC keyboard and VGA console */ #ifdef INCLUDE_PC_CONSOLE # define PC_CONSOLE (0) console number */ # define N_VIRTUAL_CONSOLES (2) shell / application */ #endif INCLUDE_PC_CONSOLE */ (5) 修改sysLn97xEnd.c 打開C:tornado2.2targetconfigpcPentium目錄下的sysLn97xEnd.c文件，先定位到 “

16、memory-mapped IO base”這段文字，然后將其前面的參數由pciRsrc【endUnit】.bar【1】修改為NONE，保存即可，即： 以下為引用的內容： sprintf (paramStr, paramTemplate, endUnit, END unit number */ NONE, memory-mapped IO base */ pciRsrc【endUnit】.bar【0】, IO address space base */ PCI2DRAM_BASE_ADRS, host PCI mem. base */ pciRsrc【endUnit】.irqvec, IRQ

17、vector */ pciRsrc【endUnit】.irq, IRQ number */ LN97X_CSR3_VALUE, csr3 register value */ LN97X_OFFS_VALUE, offset */ LN97X_RSVD_FLAGS, flags (reserved) */ &ln97xStrDesc【typeIdx】 device description */ ); 2.3 編譯Bootrom和VxWorks映像 編譯Bootrom 打開Tornado開發工具，在Build菜單下選擇Build Boot ROM，選擇BSP為pcPentium，image

18、類型為bootrom，工具為gnu，如圖8。點擊OK，Bootrom就會編譯。 編譯VxWorks映像 編譯生成bootrom后，還要創建一個VxWorks映象(image)，也就是VxWorks操作系統本身的代碼，步驟為： (1) 創建一個“bootable VxWorks image”的工程，BSP 選擇pentium； (2) 選擇需要的VxWorks組件 如圖10，在這個例子中我們需要包括兩個重要的組件：Telnet server 和 Target shell。前者使我們可以通過Telnet協議登錄到VxWorks操作系統中;后者則可以讓我們通過命令行控制VxWorks系統。另外，需要

19、把所有 C+相關的選項都包含進去。 完成選擇后，即可開始編譯程序。到此我們已經生成了VxWorks的系統引導程序和運行時的代碼映象。在每次修改完系統的配置信息(如： config.h)后，都要重新創建一個工程來編譯VxWorks映象。將生成的名為“vxworks”的文件復制到D:下。這個路徑是由上面我們所設置的DEFAULT_BOOT_LINE宏中的路徑參數決定的，必須保持二者一致。 2.4 創建引導軟盤 由于目標機從軟盤啟動，我們需要制作VxWorks引導磁盤，用于引導VxWorks操作系統映象。定位到C:tornado2.2targetconfigpcPentium目錄，插入已經格式化好的

20、軟盤，運行： mkboot a: bootrom 該命令將在軟盤上建立VxWorks系統引導分區，并將引導程序復制到軟盤上。 3. 建立調試環境 3.1 配置FTP服務器 宿主機上的FTP服務器用于在系統成功引導后，下載VxWorks的運行時映象，最好使用Tornado開發環境自帶的FTP服務軟件。 如圖11，打開Tornado FTP Server，選擇“Security”菜單下的“Users/Rights”子菜單，創建User Name為“target”，修改“Home Directory”為“D:”(即DEFAULT_BOOT_LINE參數中所指定VxWorks映像目錄)，修改用戶名為“

21、target”，對應密碼為“vxworks”，點擊“Done”按鈕完成修改，FTP服務就啟動了。 為了便于觀察引導程序是否從FTP上下載了VxWorks映像，最好打開FTP Server的日志功能。選擇“Logging”菜單下的“Logging Options”子菜單，其中除了“Winsock Calls”外，讓其他選項全都處于開啟狀態。保持FTP Server窗口處于打開狀態，即保證FTP服務器處于運行狀態。 虛擬機從軟盤啟動，接下來會下載服務器上的D:vxworks映像，服務器的FTP會有相關的log，如圖12： 3.2 配置target server 如圖13，打開您的Tornado開發

22、環境，選擇“Tools->Target Server->Configure”菜單，在“Description”中任意填寫一個名字，這里是“net00”;在“Available Back”中選擇“wdbrpc”，并在下面的IP地址框中填寫目標機的IP地址，這里是“54”(由 DEFAULT_BOOT_LINE參數決定);將“Target Server Properties”下拉框更改至“Core File and Symbols”，并在“File Path”一項中選擇您的映象的完整路徑，這里是“D:VxWorks”(由DEFAULT_BOOT_LINE參數決定)。 圖13 配置Target Server 完成以上兩項配置，如果目標機已經啟動，點擊“Launch”按鈕，就可