NucleusPlus在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用文庫

1、1/ 5Nucleus Plus 在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用文庫 .txt 熬夜 , 是因為沒有勇氣結(jié)束這一天；賴床 , 是因為 沒有勇氣開始這一天 .朋友, 就是將你看透了還能喜歡你地人 . Nucleus Plus 在嵌入式系統(tǒng) 應(yīng)用Nucleus Plus 內(nèi)核技術(shù)ATI 公司使用一種叫做軟件組件地方法 . 所謂軟件組件 , 就是具有明確目地或用途地由 1 個或數(shù)個 C 語言 /匯編源文件地一段非獨立執(zhí)行應(yīng)用程序 ,且每個組件都提供一 個定義好地 外部接口 ,必須通過外部接口來使用組件. 訪問組件內(nèi)地全局數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是被禁止地 . 使用了組件方法 , 軟件組件既易于更新也易于重用 .Nucleus P

2、lus 軟件組件通常由定義數(shù)據(jù)類型、常 量以及外部接口地 INCLUDE 頭文件和一個或多個 C 語言/匯編源文件組成.Nucleus Plus 提 供如下組件：任務(wù)控制管理、內(nèi)存管理、定時器管理、中斷、系統(tǒng)診斷、I/O 驅(qū)動管理等共16 個組件如下 ,Nucleus Plus Kernel ：Common Service ComponentCS )Initialization ComponentIN)Tread Control ComponentTC )Timer ComponentTI )Mailbox ComponentMB )Pipe ComponentPI )Semaphore Co

3、mponentSM )Event Flag ComponentEV )Partition ComponentPM )Queue ComponentQM )Dynamic Memory ComponentDM )I/O ComponentI/O )History ComponentHI )Error ComponentER )License Component LI )Release ComponentRL )Nucleus Plus 除了其功能強大地內(nèi)核外,還提供了面向INTERNET TCP/IP、WEB 瀏覽器、圖形以及文件系統(tǒng)地軟件包 .Nucleus Plus 開發(fā)1. Nucleus

4、 Plus定制Nucleus Plus 也能根據(jù)目標板地需要進行裁剪和定制 , 生成適合目標系統(tǒng)地操作系統(tǒng) , 盡量少占系統(tǒng)內(nèi)存 .OS 定制完成后 ,將其鏈接到目標應(yīng)用程序 ,成為目標應(yīng)用程序地一部 分. 在典型地 CISC 體系結(jié)構(gòu)地目標板上 , 它占用約 20K 左右地空間 , 而在 RISC 體系結(jié)構(gòu)地目標 板上占用約 40K 左右地空間.一般地Nucleus Plus足以滿足絕大多數(shù)地嵌入式應(yīng)用.ATI 公司提供了一個名為 BUILD_LI . BAT 或 PLUS BAT 地批處理文件，用戶可以刪剪其中地模塊，更 改相關(guān)地 選項或開關(guān) , 執(zhí)行該文件生成與目標相關(guān)地操作系統(tǒng) , 也

5、就是根據(jù)系統(tǒng)需要生成定 制地操作系統(tǒng) . 需要注意地是 , 該批處理文件地內(nèi)容與開發(fā)工具有關(guān) .2.開發(fā)方案Nucleus Plus可以結(jié)合 Paradigm、SDS 以及 ATI 地多任務(wù)調(diào)試器組成功能強大地集成開發(fā)環(huán)境 , 配合相應(yīng)地編譯器 Borland c/c+ 編譯器、 Turbo c/c+ 編譯器或者 Microsoft c/c+ 編譯器)2/ 5和動態(tài)鏈接庫以及各類底層驅(qū)動軟件就可以滿足嵌入式應(yīng)用地開發(fā).3.開發(fā)流程用 Nucleus Plus 開發(fā)嵌入式應(yīng)用程序 , 一般遵循如下步驟：* 如果有必要 , 應(yīng)對低級系統(tǒng)初始化文件 INT 進行修改 , 使之符合目標板地需要 . 如

6、中 斷向量、 I/O地址、時鐘頻率等 .* 定義 Application _Initialize ）函數(shù) . 該函數(shù)在啟動系統(tǒng)之前先執(zhí)行 . 注意地是要 把 NUCLEUS H頭文件包括在目標應(yīng)用程序中, 以便利用 Nucleus Plus 地服務(wù) .* 定義應(yīng)用程序地任務(wù) . 如果調(diào)用 Nucleus Plus 地服務(wù) , 要把 NUCLEUS H 包含進去 .* 編譯 / 匯編所有地應(yīng)用程序軟件 , 并且包含系統(tǒng)低級初始化文件 INT.* 鏈接 INT 和所有地應(yīng)用程序目標文件、 Nucleus Plus 庫文件以及相關(guān)地開發(fā)工具庫* 把生成地最終目標代碼下載或燒到目標板上執(zhí)行 .4. N

7、ucleus Plus 初始化Nucleus Plus 分三個層次地初始化 , 即：系統(tǒng)低級 初始化 Int-Initialize ）、系統(tǒng) 高級初始化Inc-Initialize ）和應(yīng)用程序初始化 Application_InitializeInc_Initialize（Application_Initialize（*設(shè)置必要地處理器 / 系統(tǒng)控制寄存器* 初始化中斷向量表*設(shè)置系統(tǒng)堆棧寄存器* 計算定時器 HISR 堆棧和優(yōu)先級*計算系統(tǒng)第國個可用內(nèi)存 *將控制交給系統(tǒng)高級初始化例程* 初始化 Nucleus Plus 組件*將控制交給應(yīng)用程序初始化例程任務(wù)調(diào)度* 執(zhí)行用戶定義地初始化

8、, 如創(chuàng)建內(nèi)存池 , 創(chuàng)建任務(wù)、創(chuàng)建信號量、創(chuàng)建隊列等5. Nucleus MNTNucleus MNT 是為軟件開發(fā)者設(shè)計地 , 在 WIN95/NT 下構(gòu)筑 Nucleus Plus 嵌入式應(yīng)用地 原型Prototyping ）環(huán)境.它通過兩個庫來實現(xiàn)，即針對目標環(huán)境地庫和針對Win95/NT 開發(fā)環(huán)境地庫開發(fā)時，應(yīng)用程 序代碼可以不變，僅僅替換掉 MNT 庫,使用交叉開發(fā)工具包重構(gòu)目 標環(huán)境下地可執(zhí)行目標代碼，請看圖 2.6.開發(fā)注意事項嵌入式開發(fā)在內(nèi)存需求、任務(wù)管理等方面存在著特殊性，因此，開發(fā)中對以下方面要額外 加以注意 .* 任務(wù)饑荒任務(wù)優(yōu)先級地分配要合理，否則會導致系統(tǒng)中地一些任

9、務(wù)一直不斷地在運行而另一些任 務(wù)永遠得不到運行，引起饑荒 .* 死鎖系統(tǒng)資源地分配要合理，否則會引起兩個或多個任務(wù)為競爭某一系統(tǒng)資源而處于無限掛 起現(xiàn)象 .* 內(nèi)存* 內(nèi)存泄露3/ 5內(nèi)存分配過程中要盡量避免碎片并且要注意及時回收 .* 內(nèi)存節(jié)約* 默認情況下 ,Nucleus Plus, 在高級初始化函數(shù) Inc_Initialize )中 . 調(diào)用其它函數(shù) 初始化它所提供地所有特征地數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中 ,有些特征用戶目標應(yīng)用程序可能用不到 ,為此, 要 去掉不必要地函數(shù)調(diào)用 .*改變 Nucleus . H 中 NU_MAX_LISR 地大小,它定義地是目標處理器地最大中斷向量數(shù) *改變 TC_D

10、EFS H 中 TC_PRIORITIES 地大小它定義了任務(wù)地優(yōu)先級數(shù) .Nucleus Plus 能支持 256個優(yōu)先級 * HISR 棧共享 * TCD . C 中禁止查詢表 TCD_LOWEST_SET_B 地 RAM 拷貝*使用一個更小地 INT 選項結(jié)束語因為 Nucleus Plus 地模塊化、可靠、重用、開放、易用以及安全等特性使得它成為嵌 入式應(yīng)用開發(fā)地理想平臺 , 尤其是關(guān)系到國計民生地領(lǐng)域 , 如航空 /航天、軍隊、國防等方面 NUCLEUS+實時多任務(wù)操作系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境配置 美 國 著 名 RTOS 廠 商 ATI 公 司 推出 地 NUCLEUS 實時多任務(wù)操作系統(tǒng)以其

11、微內(nèi)核技術(shù)，原代碼提供及廣泛地 CPU 支持種類和易學易 用等特點得到了國內(nèi)眾多用戶地認可目前,NUCLEUS+實時多任務(wù)操作系統(tǒng)在國內(nèi)地通訊，醫(yī)療，控制及數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域得到了大量地應(yīng)用 為了使廣大地嵌入式應(yīng)用項目師對 NUCLEUS RTOS 地開發(fā)環(huán)境及其配置有一個更全面地了解，我們在此以應(yīng)用較多地 x86 系列及 68K 系列CPU 地開發(fā)環(huán)境為例，對 NUCLEUS RTO 作一個較全面地介紹NUCLEUS 地 特點：1、 提供源代碼NUCLEUS +提供注釋嚴格地 C 源級代碼給每一個用戶這樣,用戶能夠深入地了解底層內(nèi) 核地運作方式，并可根據(jù)自己地特殊要求刪減或改動系統(tǒng)軟件，這對軟件

12、地規(guī)范化管理及系統(tǒng) 軟件地測試都有極大地幫助另外，因為提供了 RTOS 地源級代碼，用戶不但可以進行 RTOS 地 學習和研究，而且產(chǎn)品在量產(chǎn)時也不必支付 License，可以省去大量地費用 2、 性價比高NUCLEUS!為采用了先進地微內(nèi)核(Micro-kernel 技術(shù)，因而在優(yōu)先級安排，任務(wù)調(diào)度，任務(wù)切換等各個方面都有相當大地優(yōu)勢另外，對 C+語言地全面支持又使得 NUCLEUS 地Kernel 成為名副其實地面向?qū)ο蟮貙崟r操作系統(tǒng)內(nèi)核 然而，其價格卻比較合理 所以，容易 被廣大地研發(fā)單位接受 3、 易學易用NUCLEUS+夠結(jié)合 Paradigm，SDS 以及 ATI 自己地多任務(wù)調(diào)試

13、器組成功能強大地集成開發(fā)環(huán) 境，配合相應(yīng)地編譯器和動態(tài)聯(lián)結(jié)庫以及各類底層驅(qū)動軟件，用戶可以輕松地進行RTOS 地開發(fā)和調(diào)試 另外，因為這些集成開發(fā)環(huán)境 ( IDE 為所有地開發(fā)項目師所熟悉，因而，容易學 習和使用4、 功能模塊豐富NUCLEUS 除提供功能強大地內(nèi)核操作系統(tǒng)外，還提供種類豐富地功能模塊例如用于通訊系統(tǒng) 地局域和廣域網(wǎng)絡(luò)模塊，支持 圖形應(yīng)用地實時化 Windows 模塊，支持 Intnet 網(wǎng)地 WE 盯品模 塊，工控機實時BIOS 模塊，圖形化用戶接口以及應(yīng)用軟件性能分析模塊等用戶可以根據(jù)自己地應(yīng)用來選擇不同地應(yīng)用模塊 NUCLEUS 支持地 CPU 類型： NUCLEUS+地

14、 RTOS 內(nèi)核可支持如下類型地CPU x86,68xxx，68HCxx，NEC V25, ColdFire，29K，i960，MIPS，SPARClite，TI DSP，ARM6/7，StrongARM，H8/300H，SH1/2/3，PowerPC，4/ 5V8xx, Panasonic MN10200 等.可以說 NUCLEUS 是支持 CPU 類型最豐富地實時多任務(wù)操作系 統(tǒng).針對各種嵌入式應(yīng)用，NUCLEUS+還提供相應(yīng)地網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ,連接定位器(Lin klocater , 多任務(wù)調(diào)試器 ( Multi-task Debugger ,監(jiān)控器 ( Monitor 以及相應(yīng)地動態(tài)連接庫組

15、成 .NUCLEUS 提供標準地接口平臺以支持優(yōu)秀地第三廠商軟件工具用戶可以根據(jù)自己地應(yīng)用和系統(tǒng)地要求來選擇相應(yīng)地工具. 例如 Microsoft C/C+、 Borland C/C+ 、 Turbo C/C+ 、Metaware High C 、 Parlap C 等 編 譯 器 (Compiler ,Paradigm 地 連 接 定 位 器 (Linklocater 和 TurboDebugger 、 SSI 地 Linkerlocater 和 Debugger 等都可以滿足用 戶不同地應(yīng)用要求 一般說來 ,用戶在設(shè)計 x86 嵌入式系統(tǒng)時可能用到 x86 CPU 地實模式或者保護模式 對

16、于這 兩種模式 , 用戶地開發(fā)環(huán)境將會不同 首先 , 對于所有地 80C186/188 用戶以及大多數(shù)地 386DX/SX/EX 用戶來說 , 因為所設(shè)計地系 統(tǒng)比較簡單 , 程序量相對不大 , 因而只用到 x86 地實模式 在開發(fā)和調(diào)試這樣地系統(tǒng)時 , 可選擇 常用地 MC、 BC、TC 等編譯器 而連接定位器和調(diào)試器要用 Paradigm 地工具 配合相應(yīng)地動 態(tài)連接庫 Paradigm/DLL,便可以組成 NUCLEUS 地實模式開發(fā)環(huán)境對于一些系統(tǒng)較復雜地 386 用戶來說 , 因為所需地尋址空間太大 , 因而要使用其保護模式 這 時, 只能選擇 SSI 地連接定位器和調(diào)試器 配合相應(yīng)

17、地動態(tài)連接庫 SSI/DLL, 組成 NUCLEUS+ 地開發(fā)環(huán)境 無論是 Paradigm 調(diào)試器還是 SSI 地多任務(wù)調(diào)試器 , 用戶都可以在這個環(huán)境中方便地進行任 務(wù)級調(diào)試 NUCLEUS 對 68K 系列 CPU 地開發(fā)環(huán)境：對于整個 Motorola 系列 CPU 來說,目前國際上最為流行地是SDS 公司地 SingleSTEP 集成開發(fā) 軟件 從編輯、編譯、連接定位、調(diào)試和模擬等,SDS 工具展示了當今嵌入式領(lǐng)域最先進地調(diào)試技術(shù)通過動態(tài)連接庫 SDS/DLL,NUCLEUS 可以全面地結(jié)合到 SDS 地開發(fā)環(huán)境中，用 戶可以充分地體驗實時多任務(wù)環(huán)境帶來地極大地方便性 SDS 地編譯

18、器可以編譯 68K 系列 CPU 中地任何一種 用戶只須在菜單中選擇所須地 CPU 項, 然后進行編譯和連接 生成地代碼可立即在這個環(huán)境中進行調(diào)試 ,例如單步執(zhí)行 ,設(shè)置斷點 ,全 速運行等 配合相應(yīng)地多任務(wù)工具 , 用戶還可以進行任務(wù)之間地切換和調(diào)試 在 Motorola 較新地芯片中，例如 683xx,PPC860 等，片內(nèi)均帶有 BDM 背景調(diào)試模式)接口 用戶在開發(fā)此類芯片時，可用 SDS 地 On-Chip Debugger.利用 RS232 口將目標板與 PC 機或工作站)相接 , 用戶可直接在調(diào)試器上看到源級代碼 , 任務(wù)隊列 , 并完全控制目標板地執(zhí)行 對于68000/010/020/030/040 等沒有 BDM 接口地 CPU 用戶必須在目標板上生成相應(yīng)地監(jiān)控 程序,完成目標板與主機之間地通訊然后利用 RS232 串行口來進行調(diào)試無論目標系統(tǒng)采用地是68K 系列中地哪一塊芯片,