ReWorks嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)和ReDe嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境說課材料

1、ReWorks 嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)和 ReDe 嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境引言需求的重要技術(shù)保障。隨著嵌入式微處理器、通信總線、存儲器和嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)域，嵌入式技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為提高產(chǎn)品競爭力的重要手段。ReWorks 是華東計算技術(shù)研究所自主研制的嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)，ReDe 是為 ReWorksReWorks/ReDeReWorks嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)位于嵌入式硬件和嵌入式應(yīng)用軟件之間，為上依賴于操作系統(tǒng)的支持。ReWorks/ReDe 采取宿主/目標(biāo)機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，如圖 1 所示：宿主開發(fā)環(huán)境 ReDe 3宿主開發(fā)環(huán)境 ReDe 3核心配置目標(biāo)監(jiān)控串口目標(biāo)運(yùn)行環(huán)境ReWorks 3.0交叉編譯代

2、碼下載網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)代理系統(tǒng)仿真遠(yuǎn)程調(diào)試JTA運(yùn)行代碼編輯器固化工具BDx86/ARM/PPC圖形開源代碼發(fā)工具工程管理工具共享內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)CPCReWorks庫第三方軟件C/C+庫目標(biāo)運(yùn)行環(huán)境工具集成目標(biāo)代碼Windows/LinuxDSP應(yīng)用DSP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)核服務(wù)內(nèi)核服務(wù)ReWorks 采用微內(nèi)核及組件技術(shù)，能根據(jù)應(yīng)用需要對操作系統(tǒng)內(nèi)核服務(wù)內(nèi)核服務(wù)內(nèi)核進(jìn)行配置、裁剪、擴(kuò)展與定制，具備較強(qiáng)的伸縮能力。其中，微內(nèi)核提供強(qiáng)實(shí)時調(diào)度、基本內(nèi)存管理、時鐘管理、中斷管理等功能， 核心組件提供定時器、區(qū)域、分區(qū)、信號、事件、信號量、消息等可ReWorksReWorks 提供實(shí)時多任務(wù)管理機(jī)制，支持基于優(yōu)先級的可搶

3、占調(diào)度、時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度以及速率單調(diào)算法等任務(wù)調(diào)度策略和技術(shù)。高優(yōu)先級任務(wù)。同它優(yōu)先級更高的任務(wù)也不能搶占調(diào)度，直至該任務(wù)被阻塞或運(yùn)行完 成。這種調(diào)度模式可以最大限度地保證關(guān)鍵任務(wù)的截止時間得到滿 足。高優(yōu)先級任務(wù)低優(yōu)先級任務(wù)低優(yōu)先級任務(wù)低優(yōu)先級任務(wù)低優(yōu)先級任務(wù)時間圖 2 內(nèi)核可搶占的優(yōu)先級調(diào)度中斷響應(yīng)時間是系統(tǒng)實(shí)時性的關(guān)鍵指標(biāo)。ReWorks 采用了核心次以及系統(tǒng)的臨界區(qū)，縮短中斷延遲時間。ReWorks開放標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用和互操作的一種重要方法。 提供符合 POSIXReWorksPOSIX應(yīng)用程序應(yīng)用程序POSIX APIPOSIX APIReWorks其他POSIX APIPOSIX

4、APIReWorks其他POSIX操作系統(tǒng)圖 3 ReWorks 的源代碼級軟件可移植性另一方面， ReWorks 通過對市場上應(yīng)用較多的美國風(fēng)河公司VxWorks 操作系統(tǒng)調(diào)用接口及相關(guān)宏定義的封裝，在應(yīng)用層上實(shí)現(xiàn)了 VxWorks 源代碼級兼容。同時參照 VxWorks 驅(qū)動框架，實(shí)現(xiàn)了VxWorks 驅(qū)動的二進(jìn)制兼容。ReWorksReWorks 采取存儲域管理技術(shù)來提高系統(tǒng)的可靠性。ReWorks 存儲域管理建立在硬件 MMU 基礎(chǔ)之上，通過分頁技術(shù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的保護(hù)映射。同時，通過對 MMU 的抽象，使接口實(shí)現(xiàn)與具體的硬件特性無關(guān)，保證 ReWorks 能夠順利移植到其他硬件平臺，包括對

5、不具備 MMU 能力的硬件平臺的支持。此外，為保障實(shí)時性，ReWorks 存儲域管理采用了存儲域物理域中，從而在頁表得到安全保障的情況下，減小了存儲域切換延遲。基于存儲域保護(hù)，ReWorks 通過在棧邊界設(shè)置隔離墻，實(shí)現(xiàn)了正常運(yùn)行。ReDe嵌入式系統(tǒng)體積較小、資源有限，因此需要在通用的宿主平臺上建立一個嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境，旨在為嵌入式軟件的開發(fā)提供從設(shè) 的交叉開發(fā)模式，大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)都配有宿主機(jī)端的開發(fā)環(huán) 境。ReDe 是為 ReWorks 提供的嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境，其基本功能目標(biāo)代碼下載和固化等。ReDe3EclipseEclipse嵌入式軟件裝配與集成部署環(huán)境軟件開發(fā)與運(yùn)行支持團(tuán)隊開

6、發(fā)圖形開發(fā)嵌入式軟件裝配與集成部署環(huán)境軟件開發(fā)與運(yùn)行支持團(tuán)隊開發(fā)圖形開發(fā)實(shí)時建模系統(tǒng)配置與裁剪動態(tài)加卸載分析與評估工具測試仿真器運(yùn)行監(jiān)控Shell跨平臺、一體化等特點(diǎn)。ReDe3 的體系結(jié)構(gòu)如圖 4 所示：領(lǐng)域應(yīng)用定制與支持領(lǐng)域應(yīng)用定制與支持船舶電子信息家電工業(yè)控制BSP開發(fā)驅(qū)動開發(fā)固化與引導(dǎo)工程管理軟件開發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施支持庫Build管理編輯器編譯器調(diào)試器ReDe運(yùn)行框架（Build on Eclipse and CDT Framework）目標(biāo)機(jī)管理ReDe運(yùn)行框架（Build on Eclipse and CDT Framework）目標(biāo)機(jī)管理通訊管理目標(biāo)機(jī)目標(biāo)機(jī)服務(wù)器遠(yuǎn)程管理協(xié)議目標(biāo)機(jī)代理

7、ReWorks for ReSimReWorks for X86ReWorks for ARMReWorks for PPCReWorks forMIPSOther OS forOther CPU基于模型的軟件設(shè)計ReDe3CASERhapsody， UML 語言建立軟件模型，自動生成C/C+提供完整的系統(tǒng)流程圖、標(biāo)準(zhǔn)化的軟件說明文檔，并對系統(tǒng)功能進(jìn)行模擬仿真。RhapsodyUML象開發(fā)的 CASEOXF模型設(shè)計、代碼自動生成到測試用例生成的開發(fā)過程自動化。 OXF 框架是面向?qū)ο蠛涂缜度胧讲僮飨到y(tǒng)平臺的， ReDe3 提供了基于ReWorksOXFReDe3RhapsodyReWorksR

8、eWorks效率和可維護(hù)性。系統(tǒng)配置ReDe3 針對 ReWorksXML 系統(tǒng)仿真提供了指令級仿真器 仿真，確保在宿主機(jī)上開發(fā)的嵌入式軟件能夠適應(yīng)目標(biāo)機(jī)硬件環(huán)境。ReSim 使開發(fā)人員在目標(biāo)硬件可供使用之前，就能進(jìn)行應(yīng)用程序的性，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低產(chǎn)品開發(fā)成本。圖形應(yīng)用開發(fā) 實(shí)ReUI 提供豐富的中文化圖形控件和繪圖函數(shù)，支持可擴(kuò)展的窗 提供復(fù)用性強(qiáng)的實(shí)用控件，如數(shù)字儀表、圖表分析、軌跡標(biāo)繪、導(dǎo)航指示等。ReUIFrameBuffer 位真彩色。同時，ReUI 以共享庫方式提供窗在中文處理方面， ReUI 提供輕型漢字 GUI 控件， 支持GB2312/Unicode 編碼顯示處理，支持多種點(diǎn)陣、矢量字庫。同時， ReUI 提供標(biāo)準(zhǔn)的中英文輸入模塊接口，可掛接拼音、五筆、手寫識別等多種中英文輸入法。GUIG