嵌入式系統道系統

1、嵌入式系統一一道系統介紹國產軟硬件應用必要性分析目錄裝備用操作系統選型歷史證明在我軍裝備中應用國產操作系統是必要的現有裝備替換國外操作系統產品需求道”系統概述3.13.1.13.1.23.2道”道”道”系統與操作系統開發(fā)工具道”系統與VxWorks5.5 的對比18ReWorks 的對比19系統裝備用嵌入式操作系統摸底測試總結系統在多功能標準顯控臺上適配性研制工作總結6.1“道”系統對龍芯2E 處理器的支持6.2“道”系統對龍芯2F 處理器的支持6.3“道”系統在龍芯2 處理器上性能道”系統對龍芯處理器支持現狀202121212325“道”系統介紹1 國產軟硬件應用必要性分析操作系統是裝備應用

2、的控制管理核心， 對武器裝備的功能、性能和可靠性等 關鍵內容具有重要影響。為適應現代戰(zhàn)爭的需要，裝備應用向信息化、自動化、 智能化、高性能、高可靠的方向快速發(fā)展，而這些特性大都需要通過軟件來進行 支持。其中，操作系統起著至關重要的作用，為整個武器裝備的功能、性能和可 靠性提供核心支持。我軍裝備應用研制現用操作系統為美國風河公司研制的嵌入式實時操作系 統產品VxWorks V5.5.1，通過對裝備用操作系統選型歷史、應用研制、裝備用 國產操作系統需求進行深入分析，在項目中我軍裝備中應用國產操作系統（如“道”系統）替換現研制用操作系統 VxWorks5.5.1是必要的。1.1裝備用操作系統選型歷史

3、證明在我軍裝備中應用國產操作系統是必要的從上世紀80年代至今，我軍裝備系統選用的操作系統產品包括：美國英特爾（Intel）公司的iRMX、美國風河（WindRiver）公司的VxWorks等實時多任務 操作系統以及美國微軟（Microsoft）公司的嵌入式操作系統產品 Windows XP Embeded （XPE）。國外商業(yè)貨架嵌入式實時操作系統產品不是我我軍裝備的貨架產品。為了提升我軍裝備研發(fā)水平，另外基于我國當時沒有相應產品這個現實，從1998年開始，我軍裝備研發(fā)部門引進了美國風河公司的VxWorks實時操作系統產品。但是，嵌入式應用的開發(fā)特點決定了， 除了購買商業(yè)貨架產品以外，開發(fā)過程

4、中 還需要廠家提供及時的技術支持和服務，然而由于VxWorks是美國產品，其廠家在國內的技術支持力量薄弱，另外由于保密的原因，國外廠家也無法提供直接 的技術支持。所以，在引進后，工業(yè)部門自己花了大量的時間、精力和資金對 VxWorks產品進行理解、熟悉、修改和定制。VxWorks的升級產品將使我們的工業(yè)部門重復上述過程。說明目前我軍裝備工業(yè)部門目前在這項技術上還是受制 于人的。國外嵌入式操作系統產品的生命周期不受國內我軍裝備和國防科技工業(yè)自 主發(fā)展的制約。在相關產品停止發(fā)展或是與自主發(fā)展我軍裝備的需求不一致的情 況下，會制約我軍裝備的自主發(fā)展。80年代初期，我軍裝備開始在不同類型的電子裝備的研

5、發(fā)中引進了In tel公司的CPU技術和其配套的實時操作系統產品i-RMX/86，但是，由于Intel的商 業(yè)方向轉而定位在PC機和服務器領域，In tel在90年初期放棄了嵌入式實時操 作系統產品i-RMX，使得我軍裝備研發(fā)部門也于 90年代中期停止了 i-RMX產品 1系列的使用。然而，安裝了 i-RMX 操作系統的裝備至今還在使用，但是熟悉這 套系統的人已經很少， 配套的調試設備和維護設備也已經過時。 這種事件的發(fā)生， 不僅對老裝備的維護帶來很大困難，對新裝備的發(fā)展也帶來不利影響2009年6月，Intel收購WindRiver公司再次給國內我軍裝備的持續(xù)發(fā)展已 經帶來了非?，F實的威脅。

6、Intel 收購的目的是 WindRiver 在嵌入式 Linux 方面 的實力，以在移動終端等民用市場同其他 IT 巨頭進行生死競爭。其直接結果便 是 WindRiver 的國防產品會受到冷落。盡管這種影響不會即刻體現出來，但我 軍裝備大量應用 VxWorks 產品的前途已經毋容置疑的嚴峻而緊迫。2008 年 3月，微軟宣布 Windows XP 產品將于 2009 年4月 14 日停止主流 支持服務， 09 年 5 月宣布延長，但是并沒有說延長至何時。一旦 Windows XP 停止更新， Windows XP 產品系列，包括 Windows XP/Embeded 將面臨淘汰， 而選用 X

7、PE 的我軍裝備也將面臨存在安全隱患、無法得到持續(xù)的技術支持和服 務等關鍵問題；微軟后續(xù)是推出 Windows 7 的嵌入式版本還是只推 Windows CE 也會導致我軍裝備再次面臨抉擇。i-RMX、VxWorks 、Windows XP/Embeded 等我軍裝備選用的裝備用操作 系統產品或被生產廠商停止維護， 或被收購的事實充分說明： 國外嵌入式實時操 作系統產品生命周期不受我軍裝備維護需要的影響， 對我軍裝備的可維護性造成 了巨大困難， 提高我軍裝備維護成本； 國外嵌入式實時操作系統產品不會因為我 軍裝備的發(fā)展需要制定相應發(fā)展規(guī)劃， 使我軍裝備的研制受到相應產品的嚴重制 約，不能滿足我

8、軍裝備的可持續(xù)發(fā)展需要。 因此， 在我軍裝備中應用國產操作系 統產品替代國外操作系統產品是必要的。2 現有裝備替換國外操作系統產品需求我軍裝備現裝備用操作系統選用的均為國外操作系統產品， 為保障系統安全 性、可維護性， 具有替換現裝備用操作系統為國產操作系統， 并在新研型號中逐 步推廣應用國產操作系統的需求。我軍裝備現裝備用操作系統是美國風河公司生產、 銷售的嵌入式實時操作系統產品VxWorks V5.5.1，配套開發(fā)工具為Tornado2.2。近十年來，工業(yè)部門基 于 VxWorks v5.5.1 開發(fā)了大量的裝備應用， 開發(fā)人員已經適應了 Tornado2.2 的 開發(fā)工具，并 Torna

9、do2.2 、VxWorks5.5.1 的功能特點形成了一套研制模式。替換 VxWorks5.5.1 ，不僅僅是替換一個操作系統內核， 還涉及多方面需求，包括：1) 國產操作系統應提供與 VxWorks v5.5.1 對等的功能，如基于優(yōu)先級搶 占的任務調度算法、信號量、消息隊列、內存管理、設備管理等；“道”系統介紹國產操作系統應提供與VxWorks V5.5.1近似的性能，提供同等數量級 的操作響應時間；國產操作系統應提供與 VxWorks V5.5.1 一致的編程接口，減少應用遷 移的工作量；國產操作系統應支持已開發(fā)的裝備用硬件設備驅動模塊、軟件中間件 模塊二進制代碼的遷移，以更多地利用工

10、業(yè)部門已有研制成果；國產操作系統應提供功能、使用方式與 Tornado2.2 一致的開發(fā)工具, 以適應工業(yè)部門已經形成的開發(fā)模式，便于開發(fā)人員快速掌握。3 “道”系統概述“道”系統是北京科銀京成技術有限公司自主研制的嵌入式基礎軟件，包括嵌入式實時操作系統DeltaOS和集成開發(fā)環(huán)境LambdaTOOL。1）嵌入式實時操作系統DeltaOSDeltaOS具備微秒級的響應時間，提供基于優(yōu)先級搶占的實時任 務調度策略，提供動態(tài)加載功能，在功能、性能上可以替代VxWorks5.5。DeltaOS提供VxWorks接口兼容層，兼容多功能標準顯控臺標準 配套模塊所使用的全部 VxWorks操作系統接口，支

11、持VxWorks5.5目 標代碼的加載、運行，保障多功能標準顯控臺已有成果的無縫遷移， 保障基于多功能標準顯控臺開發(fā)的應用的快速遷移。應用B庫B手X86的誼件環(huán)培圖3-1“道”系統嵌入式實時操作系統組成2) LambdaTOOL3LambdaTOOL基于Eclipse框架構建，與風河公司 Workbench 6.x 采用同一框架。LambdaTOOL提供功能強大、方便易用的源碼編輯環(huán) 境，快速、穩(wěn)定的調試環(huán)境，支持Tornado2.2編譯的目標代碼的下載、 調試，覆蓋編碼、調試、測試、部署等裝備用嵌入式軟件生產周期， 形成生產線。LambdaTOOL針對存在大量VxWorks已有成果的JZ我軍

12、裝備定 制大量功能，保障應用的快速遷移。產品fe目槪機IT遐調試環(huán)ashell基本開發(fā)工具Eclip帥梅架后臺1PC圖3-2“道”系統集成開發(fā)工具組成“道”系統詳細情況參閱:附件一：道系統3.2.3產品介紹附件二：道系統3.2.4產品介紹3.1 “道”系統與VxWorks5.5的對比3.1.1 操作系統3.1.1.1功能對比功能模塊功能說明“道”系統VxWorks消息隊列 模塊創(chuàng)建或打開一個消息隊列支持支持關閉指定的消息隊列支持支持移除消息隊列支持支持發(fā)送一個消息到消息隊列支持支持“道”系統介紹6從消息隊列中接收消息支持支持注冊/取消消息隊列的通知請求支持支持為消息隊列設置屬性支持支持獲取指定

13、的消息隊列的屬性支持支持初始化線程屬性結構。支持支持銷毀線程屬性結構。支持支持設置線程屬性結構中堆棧大小屬性。支持支持獲取線程屬性結構中堆棧大小屬性。支持支持設置線程屬性結構中堆棧地址屬性。支持支持獲取線程屬性結構中堆棧地址屬性。支持支持設置線程屬性結構中分離狀態(tài)屬性。支持支持獲取線程屬性結構中分離狀態(tài)屬性。支持支持設置線程屬性結構中競爭范圍屬性。支持支持獲取線程屬性結構中競爭范圍屬性。支持支持設置線程屬性結構中調度繼承屬性。支持支持獲取線程屬性結構中調度繼承屬性。支持支持設置線程屬性結構中調度策略屬性。支持支持獲取線程屬性結構中調度策略屬性。支持支持設置線程調度參數屬性。支持支持獲取線程屬性

14、結構中調度參數屬性。支持支持創(chuàng)建一個線程。支持支持結束當前的線程。支持支持等待一個線程終止。支持支持動態(tài)設置線程的分離狀態(tài)屬性支持支持獲取當前線程的ID。支持支持比較兩個線程是否相同。支持支持提供一次性初始化功能。支持支持獲取指定線程調度策略及調度參數。支持支持動態(tài)設置指定線程的調度策略及調度參支持支持線程管理 模塊數。向指定的線程發(fā)送信號。支持支持設置執(zhí)行線程信號屏蔽碼支持支持撤銷指定的線程支持支持設置當前線程的撤銷狀態(tài)。支持支持設置當前線程的撤銷類型。支持支持設立一個撤銷點。支持支持向調用線程的清理函數棧的棧頂增加一個 清理函數。支持支持刪除調用線程的清理函數棧頂的一個清理 函數。支持支持

15、線程專有匙模塊創(chuàng)建線程專有匙（線程私有數據）對象。支持支持刪除線程專有匙（線程私有數據）對象。支持支持設置線程專有匙 （線程私有數據）對象的 值。支持支持獲取線程專有匙 （線程私有數據）對象的 值。支持支持線程條件 變量模塊初始化條件變量屬性結構。支持支持銷毀條件變量屬性結構。支持支持初始化條件變量。支持支持銷毀已創(chuàng)建的條件變量。支持支持喚醒等待條件變量的線程。支持支持喚醒所有被阻塞在條件變量cond上的線程。支持支持無限等待條件變量。支持支持限時等待條件變量。支持支持線程互斥 鎖模塊初始化互斥鎖屬性結構。支持支持銷毀互斥鎖屬性結構。支持支持設置互斥鎖屬性結構中協議屬性。支持支持獲取互斥鎖屬性

16、結構中協議屬性。支持支持設置互斥鎖屬性結構的優(yōu)先級天花板屬支持支持“道”系統介紹性。獲取互斥鎖屬性結構中優(yōu)先級天花板屬 性。支持支持創(chuàng)建并初始化互斥鎖。支持支持銷毀互斥鎖。支持支持互斥鎖的阻塞式加鎖。支持支持限時加鎖互斥鎖。支持支持非阻塞加鎖互斥鎖。支持支持解鎖互斥鎖。支持支持動態(tài)設置互斥鎖的優(yōu)先級天花板。支持支持獲取互斥鎖優(yōu)先級天花板。支持支持調度管理 模塊獲取最大調度優(yōu)先權支持支持獲取最小調度優(yōu)先權支持支持獲取按RR算法調度的實時進程的時間片長 度支持支持主動放棄CPU調度資源支持支持信號量管理模塊初始化未命名信號量支持支持關閉未命名信號量支持支持創(chuàng)建/打開命名信號量支持支持關閉已命名信號

17、量支持支持移除一個命名的信號量支持支持以阻塞方式等待信號量支持支持以非阻塞方式等待信號量支持支持解鎖一個信號量支持支持獲取信號量值支持支持異步信號 模塊加入信號到指定的信號集支持支持從指定的信號集中刪除一個信號支持支持初始化指定的信號集包含所有信號支持支持判斷指定信號是否是指定信號集中的成員支持支持初始化指定的信號集為空支持支持8審查/改變信號動作支持支持查詢或設置執(zhí)行線程信號屏蔽碼支持支持查詢當前執(zhí)行線程未決的信號支持支持掛起線程直到一個信號被發(fā)送到調用線程支持支持向指定的線程發(fā)送指定信號支持支持向指定的線程發(fā)送指定的需要排隊的信號支持支持非超時等待信號支持支持阻塞調用線程直到特定信號發(fā)生支

18、持支持以超時方式等待信號支持支持獲取指定時鐘精度支持支持獲取當前時鐘值支持支持設置當前時鐘支持支持以秒和納秒為單位延時支持支持以秒為單位延時支持支持設置信號傳送鬧鐘支持支持創(chuàng)建定時器支持支持銷毀已創(chuàng)建定時器支持支持設置定時器的定時值支持支持獲取定時器的到時的當前剩余值和周期性 重新裝載的定時值支持支持返回定時器到期計數支持支持時鐘和定 時模塊3.1.1.2接口對比接口類別“道”系統VxWorks5.5“道”系統接口支持VxWorks 應用 API 接口支持支持PO SIX 接口支持支持3.1.1.2.1“道”系統POSIX接口支持列表功能模塊接口“道”系統介紹10消息隊列模塊線程管理模塊mq_

19、openmq_closemq_un li nkmq_se ndmq_receivemq_no tifymq_setattrmq_getattrpthread_attr_in itp thread_attr_destroyp thread attr setstacksizep thread_attr_getstacksizep thread attr setstackaddrp thread attr getstackaddrp thread attr setdetachstatep thread attr getdetachstatep thread attr setsc opep threa

20、d attr getsc opep thread attr set in heritschedp thread attr get in heritschedp thread attr setsched policyp thread attr getsched policyp thread attr setsched paramp thread attr getsched paramp thread createp thread exitp thread joi npthread detachpthread selfp thread_equalp thread_ oncep thread_get

21、sched paramp thread_setsched paramp thread_killp thread_sigmaskp thread_ca ncelp thread_setca ncelstatep thread_setca ncelt ypep thread_testca ncelp thread clea nup pushp thread_clea nup_popp thread key create p thread key delete線程專有匙模塊p thread sets pecific p thread gets pecific p thread c on dattr

22、in it p thread c on dattr destroy p thread c ond init線程條件變量模塊p thread c on d destroy p thread c on d sig nal p thread c on d broadcast p thread c on d wait p thread c on d timedwait p thread mutexattr init p thread mutexattr destroy線程互斥鎖模塊p thread mutexattr set protocol p thread mutexattr get protoc

23、ol pthread mutexattr setprioceiling“道”系統介紹P thread_mutexattr_get prioceili ngp thread_mutex_i nitp thread_mutex_destroyp thread_mutex_lockp thread_mutex_timedlockp thread_mutex_trylockp thread_mutex_ uni ockp thread_mutex_set prioceili ngp thread_mutex_get prioceili ngsched_get_ pnonty_maxsched get

24、prioritymin調度管理模塊sched_rr_get_i ntervalsched yieldsem_ initsem destroysem opensem close信號量管理模塊sem un li nk12sem waitsem trywaitsem postsem getvaluesigaddset sigdelsetsigfillset異步信號模塊sigismembersige mp tysetsigacti onsig procmask時鐘和定時模塊sig pendingsigsus pendkillsigqueuesigwaitsigwait infosigtimedwait

25、clock_getresclock_gettimeclock_settimenano slee pslee palarmtimer_createtimer deletetimer settimetimer gettimetimer getoverru n3.1.1.2.2“道”系統 VxWorks接口支持列表“道”系統已支持標準臺硬件設備驅動、中間件軟件模塊所使用的全部VxWorks接口，如下表所示：功能模塊接口任務管理kernelTimeSlicetask PrioritySettaskLocktaskU niocktaskS pawntaskActivate“道”系統介紹14任務變量tas

26、kNametaskNameToldtaskIdSelftaskIdVerifytaskNametaskNameToldtaskIdSelftaskIdVerifytask Op ti on sGettaskIdListGettaskIsSus pen dedtaskIsReadytaskDeletetaskDeleteForcetaskSafetask Un safetaskSuspendtaskResumetaskRestarttaskDelaytask PriorityGettaskStatusStri ngtaskI nfoGettaskShowtaskVarAddtaskVarDele

27、tetaskVarSettaskVarGettaskVarI nittaskVarl nfotaskHook In it taskCreateHookAddtaskCreateHookDelete任務擴展taskSwitchHookAddtaskSwitchHookDelete taskDeleteHookAdd taskDeleteHookDelete semBCreate semCCreate semMCreate semDelete semFlush semGive信號量semTake sem Info semBLibI nit semCLibI nit semMLibI nit sem

28、MGiveForce pip eDrv管道pip eDevCreatepip eDevDeletep eriod周期任務repeatmsgQCreate消息msgQI nitmsgQDeletemsgQSe nd“道”系統介紹msgQReceivemsgQLibI nitmsgQNumMsgsmsgQI nfoGetLog信息logI nitlogMsglogFdSet中斷intConnectintCon textin tCou ntin tLockintUn lock事件even tSendeven tReceiveeven tClear錯誤碼_errnoerrno GeterrnoOfTa

29、skGeterrno Set看門狗定時器wdCreatewdStartwdDeletewdCa ncelwdLibI nit內存管理memPartOp ti on sSetmemalig nvallocmemP artReallocmemP artFi ndMax163.1.1.3性能對比硬件環(huán)境:宿主機:CPU:AMD XP3000+目標機:內存:網卡:CPU:內存:網卡:512MRTL8139In tel 845 Celero n 1.7GHZ256MDeltaCORE: RTL8139軟件環(huán)境:DeltaOS 3/ “道”系統 3VxWorks 5.5/Tornado 2.2測試均使用了

30、 CACHE，沒有使用編譯優(yōu)化。性能數據:任務DeltaCORE3.0（時間在微秒級）VxWorks5.5（時間在微 秒級）創(chuàng)建任務(delta task create/tasklnit)3.124.85啟動任務(delta task start/taskActivate)0.330.15刪除任務(delta_task_delete/taskDelete)刪除就緒態(tài)任務1.262.27刪除延遲任務1.252.34刪除處于阻塞態(tài)的任務1.442.39刪除運行態(tài)任務1.434.81掛起任務掛起就緒態(tài)任務0.200.22“道”系統介紹(delta_task_sus pen d/taskSus pen

31、d)掛起處于掛起態(tài)的任務0.120.15掛起運行態(tài)任務0.621.10解掛任務(delta_task_resume/taskResume)解掛就緒態(tài)任務不導致 切換0.140.12解掛高優(yōu)先級任務導致 當前任務被搶占0.650.85獲得任務優(yōu)先級(delta_task_get_ priority/task PriorityGet)0.080.06設置任務優(yōu)先級(delta_task_set_ priority/task Prio ritySet)設置當前任務優(yōu) 先級0.250.30設置任務優(yōu)先級 導致當前任務被 搶占0.811.07任務切換同優(yōu)先級任務切換0.170.39不同優(yōu)先級任務切換0.

32、150.81定時器倉U建定時器(delta timer create/wdCreate)0.510.55啟動定時器(delta_timer_fire_after/ wdStart)時間鏈上有定 時器（1000個）25.814.30時間鏈上沒有 定時器0.240.86刪除定時器定時器未啟動便刪除0.370.90(delta_timer_delete/wdDelete)定時器啟動之后再被刪 除0.380.98取消定時器(delta timer cancel/wdCancel)0.140.33信號量（計數信號量）倉U建信號量(delta semphore create/semCCreate)0.66

33、0.93刪除信號量(delta semaphore delete/semDelete)0.371.32獲得信號量成功獲得信號量0.160.1117(delta_sema phore_obta in/semTake)不能立即獲得信號量， 不等 待立即返回0.220.29任務不能立即獲得信號量， 被阻塞0.491.28釋放信號量(delta_sema phore_release/semGive)釋放沒有等待任務的信號 量0.250.09釋放信號量導致任務被搶 占0.500.96中斷開中斷(delta interrupt enable/intLock)0.030.02關中斷(delta interr

34、upt disable/intUniock)0.010.033.1.2 開發(fā)工具開發(fā)工具功能模塊功能描述“道”系統3Tornado2.2Eclipse 平臺支持不支持工程管理系統Bootable項目類型支持支持Downioadable項目類型支持支持靜態(tài)庫項目類型支持支持源碼編輯環(huán)境基本C/C+代碼編輯功能支持支持語法色彩顯示支持不支持代碼導航支持不支持代碼折疊支持不支持代碼重構支持不支持代碼自動補全支持不支持代碼本地版本管理支持不支持可視化配置環(huán)境組件可視化配置支持支持目標板可視化配置支持不支持內存可視化配置支持不支持構建環(huán)境C/C+編譯鏈接工具支持支持增量構建支持支持“道”系統介紹調試環(huán)境

35、源碼級單步、繼續(xù)、暫停調試功能支持支持斷點管理支持支持查看寄存器支持支持查看內存支持支持查看變量/表達式支持支持核心級調試支持不支持系統級/任務級調試支持支持系統監(jiān)控環(huán)境顯示已加載網卡信息支持支持顯示已注冊到 mux層的設備配置信息支持支持顯示已加載模塊的狀態(tài)支持支持顯示任務信息支持支持顯示設備信息支持支持顯示文件描述符信息支持支持顯示指定符號信息支持支持顯示系統內存使用情況支持支持顯示指定二進制文件所有符號信息支持支持團隊開發(fā)環(huán)境版本控制支持不支持遠程目標機管理支持不支持團隊構建支持不支持應用遷移指南VxWorks應用遷移指南支持3.2 “道”系統與ReWorks的對比/時間片輪轉調“道”系

36、統與ReWorks作為國產嵌入式實時操作系統的代表，均為支持平 面保護模式的多任務嵌入式實時操作系統，支持任務的按優(yōu)先級 度，支持任務變量和任務回調函數，具備多種任務間通信機制（信號量，消息隊 列，異步信號以及事件），提供有時鐘和中斷管理，具備內存管理機制，有網絡, 文件系統組件?！暗馈毕到y與ReWorks的不同在于:道系統ReWorksVxWorks兼容性源碼及二進制兼容。不兼容?？刂婆_控制臺提供VGA顯示?？刂婆_不提供VGA顯示。19驅動與VxWorks操作系統兼容，且提 供源碼。與VxWorks操作系統不兼容，只提 供部分源碼。調試環(huán)境網絡調試功能更為方便，串口調 試穩(wěn)定可靠。串口調試穩(wěn)

37、定可靠，網絡調試功能 不穩(wěn)定。（*以上信息來源于用戶反饋。）4 “道”系統裝備用嵌入式操作系統摸底測試總結裝備用嵌入式操作系統摸底測試由海軍裝備研究院軟件室組織實施，由中船重工集團艦船研究院負責測試場地和環(huán)境保障， 由裝備用典型應用研制單位提供 被移植的典型應用。裝備用嵌入式操作系統摸底測試分為通用環(huán)境測試和典型應用測試兩個階 段。通用環(huán)境測試階段在中船重工集團艦船研究院提供的加固機上進行操作系統 通用功能、性能、可安裝性、強度測試內容；典型應用測試階段在裝備用典型應 用研制單位提供的BZT環(huán)境上將典型裝備應用移植到國產嵌入式操作系統上。在通用環(huán)境測試階段，裝備用嵌入式操作系統摸底測試，通過P

38、OSIX操作系統接口、VxWorks V5.5.1應用編程接口對“道”系統的功能做了全面、細致 的測試，測試范圍覆蓋操作系統內核、文件系統、網絡協議棧、圖形用戶接口、 開發(fā)工具等產品組成，從測試的整體情況來看，“道”系統具備裝備用嵌入式實時操作系統所應當具有的全部功能，但在在POSIX接口和VxWorks接口的支持 還不夠完善（不支持的接口可以使用“道”系統自身接口實現） 。在通用環(huán)境測試階段，裝備用嵌入式操作系統摸底測試對“道”系統的性能 測試包括操作系統內核、內存管理、網絡通信、圖形用戶接口程序等關鍵性能指 標的測試，測試結果顯示，“道”系統內核操作響應時間均在微秒級，具備快速 中斷響應時

39、間，滿足可確定性、及時性等實時性指標。在通用環(huán)境測試階段，裝備用嵌入式操作系統摸底測試對“道”系統的可安 裝性進行了檢驗，表明Lambda PRO產品包具備良好的可安裝性。在通用環(huán)境測試階段，裝備用嵌入式操作系統摸底測試測試數據真實地反應 了 “道”系統可允許的多任務強度：DeltaOS能夠允許的最大任務數僅受運行環(huán) 境的內存限制；在網絡強度測試項中，DeltaOS網絡協議棧能夠支持64K大小的UDP數據報文。在典型應用測試階段，根據摸底測試大綱要求，Lambda PRO在X09所和X16所兩個典型應用上進行了移植工作，并且進行了基本功能驗證和 25小時連 續(xù)運行的強度測試工作；對我軍裝備典型

40、裝備應用在“道”系統上的可移植性和 穩(wěn)定性進行了摸底。其中，x09所典型應用移植用了 4天時間，配合x09綜合調 “道”系統介紹試及測試用了 3天時間；X16所典型應用移植用了 8天時間，配合X16綜合調試 及測試用了 2天時間。經過基本功能驗證測試和 25小時連續(xù)運行測試，X09所 典型應用和X16所典型應用移植均達到要求。5 “道”系統在多功能標準顯控臺上適配性研制工作總結2009年3月起，科銀京成根據海裝電子部及總體技術責任單位要求開展 “道”系統在多功能標準顯控臺上適配性研制工作，工作目標是：以不改變多功能標準顯控臺硬件設備驅動、故障診斷代碼和軟件中間 件配置項鑒定狀態(tài)為前提； 覆蓋已

41、通過鑒定的全部多功能標準顯控臺合格硬件和軟件產品;采用與VxWorks技術實現一致的測試原理、測試方法、測試工具，驗 證“道”系統對已通過鑒定的多功能標準顯控臺合格廠商名錄中的標 準硬件模塊和軟件配置項的適配性； 多功能標準顯控臺的硬件設備驅動和軟件中間件在“道”系統上運行結果與VxWorks5.5 致?！暗馈毕到y在多功能標準顯控臺上適配性研制工作的工作范圍包括已通過鑒 定的多功能標準顯控臺合格廠商名錄中的標準硬件模塊驅動和軟件配置項以及 測試軟件。2010年8月，“道”系統在多功能標準顯控臺上適配性測試組按照評審通過 的“道系統”在多功能標準顯控臺上適配性測試大綱和“道系統”在多功能 標準顯

42、控臺上適配性測試細則的要求，對“道”系統在多功能標準顯控臺上， 在保持多功能標準顯控臺五型樣臺已通過鑒定的硬件設備驅動及軟件中間件目 標代碼技術狀態(tài)的前提下，采用與VxWorks5.5 一致的測試原理、測試方法及測 試工具，對“道系統”對已通過鑒定的多功能標準顯控臺合格廠商名錄中的標準 硬件模塊和11類14個軟件配置項進行了適配性測試，測試內容包括硬件適配 性測試、硬件整臺協同工作測試、軟件配置項適配性測試及軟件配置項協同工作 測試、雙冗余網卡切換時間等。按照測試細則規(guī)定的測試內容，“道系統”在多功能標準顯控臺上適配性測試結果與VxWorks下相同測試項目的測試結果一致?！暗馈毕到y對龍芯處理器

43、支持現狀6.1“道”系統對龍芯2E處理器的支持212007年12月至2008年5月，“道”系統在 Lambda PRO 3.2產品的基礎1）2）上，根據龍芯 2E 福瓏電腦硬件平臺的相關特點，通過對操作系統、驅動和開發(fā) 工具（編譯鏈接工具鏈、交叉調試環(huán)境等）的移植，實現能夠支持基于龍芯 2E 福瓏電腦的實時嵌入式實時基礎軟件: 操作系統：在龍芯 2E 福瓏電腦硬件平臺上對“道”系統操作系統產品 DeltaOS 內核進行移植，支持龍芯 2E 處理器的體系架構和工作模式， 實現對嵌入式實時應用的資源管理。 DeltaOS 在龍芯 2E 處理器上支持 功能如下：支持多任務管理，提供 256 個任務優(yōu)

44、先級；支持優(yōu)先級搶占和時 間片輪轉調度算法；實現時間管理功能，允許應用任務設置和讀取系統時間，允許應用任務睡眠一段時間，完成計時和對任務時間片的計算；實現定時管理功能，在定時時間后調用相應的定時處理程序；實現中斷管理功能，完成響應中斷的一些必要處理；實現通信、同步、互斥管理功能，提供應用任務之間、任務與中 斷之間的通信、同步和互斥機制。機制包括消息隊列、信號量、 異步信號量、事件；實現內存管理功能； 設備驅動：根據硬件資料和 Linux 參考代碼，基于 DeltaOS 驅動結構實現板載基本設備（包括中斷、定時器、串口）的驅動，為操作系統和目標機管理工具提供驅動支持。支持如下驅動：CPU ：龍芯

45、 2E；中斷： 8259a 和 bonito ； 系統定時器： 8254 定時器； 串口： i8250 兼容串口； 顯卡： ATI RADEON 7000-M ； 鍵盤鼠標： PS2 接口。圖形用戶接口（ GUI）:以“道”系統圖形用戶接口產品 DeltaGUI 4為 基礎，參考硬件資料和參考代碼，移植到龍芯2E福瓏電腦自帶顯卡（ATIRADEON 7000-M ）上，實現類 Windows MFC的GUI庫和二維顯卡3）“道”系統介紹驅動。圖形用戶接口提供如下功能:外觀提供了類似 Windows 95的圖形接口基本元素，包括：窗口、 對話框、菜單、按鈕、文本框、滾動條、進度條等； 具有類似W

46、indows的消息處理機制;支持多種常見圖形文件格式，包括 BMP、GIF、JPG;提供中文支持接口和輸入法接口，允許外掛字庫或者輸入法。4）開發(fā)工具：以“道”系統集成開發(fā)環(huán)境工具 LambdaTOOL為基礎，支 持龍芯2E福瓏電腦的編譯、鏈接、調試工具鏈，定制項目類型，定制 基于串口連接方式的目標機代理等內容， 提供易用的集成開發(fā)環(huán)境。開 發(fā)環(huán)境支持功能如下：實現項目系統管理功能，支持項目資源的自動分類和標識，支持 項目的導入導出，支持驅動項目開發(fā)向導等功能； 實現編輯代碼功能，支持拷貝、剪切、粘貼、查找、替換等基本 源碼編輯功能，支持中文顯示，支持代碼重構等功能； 實現編譯、構建功能，基于

47、 GNU GCC 3.4.4的編譯環(huán)境，支持 in elude文件搜索路徑的自動生成等功能；實現可視化的系統配置，包括內核對象配置、內存配置、目標板 配置； 實現基于串口連接的交叉調試功能，提供較快的響應速度。6.2 “道”系統對龍芯2F處理器的支持2010年3月至2010年5月，“道”系統在Lambda PRO 3.2 （ for龍芯2E） 產品的基礎上，根據龍芯2F電腦硬件平臺的相關特點，實現能夠支持基于龍芯 2F電腦的實時嵌入式實時基礎軟件：1）操作系統：在龍芯 2F電腦硬件平臺上對“道”系統操作系統產品 DeltaOS內核進行移植，支持龍芯2F處理器的體系架構和工作模式， 實現對嵌入式

48、實時應用的資源管理。DeltaOS在龍芯2F處理器上支持 功能如下：支持多任務管理，提供256個任務優(yōu)先級；支持優(yōu)先級搶占和時 間片輪轉調度算法；23實現時間管理功能，允許應用任務設置和讀取系統時間，允許應用任務睡眠一段時間，完成計時和對任務時間片的計算； 實現定時管理功能，在定時時間后調用相應的定時處理程序； 實現中斷管理功能，完成響應中斷的一些必要處理； 實現通信、同步、互斥管理功能，提供應用任務之間、任務與中 斷之間的通信、同步和互斥機制。機制包括消息隊列、信號量、 異步信號量、事件； 實現內存管理功能； 支持 IP v4 TCP/IP 網絡協議棧； 支持 FAT16/FAT 32 文件

49、系統。2) 設備驅動：根據硬件資料，基于 DeltaOS 驅動結構實現板載設備的驅動，為操作系統和目標機管理工具提供驅動支持。支持如下驅動：8259a 和 bonito 中斷驅動；8254 定時器驅動；i8250 兼容串口驅動；VGA 顯卡驅動；PCI 總線驅動；IDE 硬盤驅動；82546 網卡驅動。3) 開發(fā)工具：以“道”系統集成開發(fā)環(huán)境工具 LambdaTOOL 為基礎，支 持龍芯 2F 電腦的編譯、鏈接、調試工具鏈，定制項目類型，定制基于 串口連接方式的目標機代理等內容， 提供易用的集成開發(fā)環(huán)境。 開發(fā)環(huán) 境支持功能如下：實現項目系統管理功能，支持項目資源的自動分類和標識，支持項目的導入導出，支持驅動項目開發(fā)向導等功能； 實現編輯代碼功能，支持拷貝、剪切、粘貼、查找、替換等基本源碼編輯功能，支持中文顯示，支持代碼重構等功能； 實現編譯、構建功能； “道”系統介紹實現可視化的系統配置，包括內核對象配置、內存配置、目標板 配置； 實現基于串口、網絡連接的交叉調試功能，提供較快的響應速度。6.3 “道”系統在龍芯2處理器上性能硬件環(huán)境:宿主機：CPU : AMD XP300