第二讲：嵌入式操作系统VxWorks及其开发工具Tornado
主讲人：办公地址：联系方式：刘利强
31号楼222房间82519069
上节课主要内容：
?为什么要学习嵌入式技术?嵌入式系统概述
?嵌入式系统的应用
?嵌入式实时系统基础
13
2基础知识介绍
交叉开发环境的建立方法
Tornado 工具及其使用方法4常用的软件调试开发方法
?什么是VxWorks？
?为什么VxWorks被广泛采用？
?VxWorks系统与通用操作系统的对比?什么是Tornado?
?Tornado的工具及其开发环境
?Tornado的目录结构
?Tornado的主要目录结构
什么是VxWorks？
VxWorks操作系统是美国风河公司（Wind River System 公司，WRS）于1983年设计开发的一种运行在目标机上的高性能、可裁减的嵌入式强实时操作系统。它凭借着良好的可持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据了重要一席。
VxWorks系统具备高可靠性和实时性，目前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。如美国的F-16战斗机、FA-18战斗机、B-2隐形轰炸机、爱国者导弹上、火星探测器等均使用了VxWorks操作系统。
什么是VxWorks？VxWorks的主要组成如下：?高性能系统内核Wind
?多任务调度（基于优先级抢占方式的实时调度算法）
?内部任务的通讯
?其它标准工具
?设备驱动
?文件系统
?I/O系统
?内存管理
?网络协议栈
为什么VxWorks被广泛采用？
?可靠性考虑
操作系统的用户希望在一个工作稳定、可以信赖的环境中工作，而稳定、可靠是VxWorks的一个突出优点。
?实时性考虑
?可裁剪性考虑
由于存储空间和资源的限制，及提高运行效率考虑，用户在使用嵌入式操作系统时，并不是操作系统的每一个部件都要用到，例如图形显示、文件系统以及一些设备驱动在某些嵌入式系统中往往并不使用。VxWorks由一个8kB的内核和一些可裁剪的系统模块组成，可以根据需要很容易的定制。
为什么VxWorks被广泛采用？
?软硬件支持能力考虑
鉴于VxWorks系统拥有良好的声誉和众多的用户，并且具有较好的开放性，很多硬件厂商提供了基于VxWorks 平台的驱动支持，也有很多软件厂商开发了基于VxWorks 的第三方软件产品。软硬件支持能力较强。
?易用性考虑
开发系统的易用性是大多数用户非常关心的问题，WRS公司开发了一个用于VxWorks系统应用开发的集成开发环境Tornado，提供了友好的、便捷的嵌入式软件开发方法。
VxWorks操作系统与通用操作系统的对比
?实时与非实时（实时处理、分时处理）
?“更快”（从实时性角度讲，实时性好）
?系统更小，并且可配置（采用微内核结构）
?所有任务都运行在超级用户模式
?所有的VxWorks工具都可以被作为一个一般的函数被调用。
所有任务都存在于公共地址空间内（代码段、数据段、堆栈段）?可以使任务间的通讯更快更容易
?可以使任务间上下文切换更快
?一个任务的不正常可能会导致其它任务出错
Text Data Bss int fooVal;
void fooSet(Iint x)
{
char *bufPtr=malloc(100*sizeof(char));
……
fooVal=x;
……
}
fooSet(99)
fooSet(4)
tTaskA
tTaskB
fooLib
RAM
什么是Tornado？
Tornado是一个用于开发实时嵌入式应用的集成开发环境，即用于开发基于VxWorks系统的嵌入式软件的开发工具，与Windows系统中的VC类似。
它把VxWorks系统编程的不同方面都集成到同一个环境里，允许开发者在主机上组织、编写和编译应用程序，然后下载到目标机，并运行和调试它们，提供了一种高效的开发实时嵌入式应用的方法和工具。
什么是Tornado？
Tornado的主要组成
?VxWorks实时操作系统：以源码或目标文件的形式存在于Tornado安装目录下，可更改或裁剪，在发布最终系统时与应用程序一同编译。
?集成开发环境：帮助管理和构建工程，并组织和管理主机与目标机间的通信、运行、调试和监视VxWorks应用程序。
?用于完成辅助测试、定时、调试等功能的开发工具。
Tornado开发工具的组成
?编辑器：源码编辑。
?工程管理工具：图形化方式构建、组织、配置VxWorks应用工程。
?WindSh：驻留在主机端的命令行解释器，提供从主机端控制运行系统
的接口。
?浏览器Browser：监视系统信息。
?调试器CrossWind：类似于VC调试工具，远程源码级的调试器。
?软件逻辑分析器WindView：分析实时软件运行状态的逻辑分析器，可
提供任务上下文切换情况、事件和有关测量对象的信息。
?模拟仿真器VxSim：在主机上模拟目标机的仿真器。
这些工具可以使用TCL（Tool Command Language，一种解释性脚本语言）进行定制，以增加新的功能和用户接口。
工具的具体使用方法在后面介绍。
Tornado的开发环境
编辑器
工程管理
WindSh
调试器浏览器WindView
目标服务器
目标机代理
VxWorks目标
机仿真器
目标机代理
VxWorks
应用程序主机系统
目标机系统
Tornado的主要目录结构
?Host：Tornado的主机工具目录
?share：共享的XDR（eXternal Data Representation）
代码目录，XDR是一种网络发送数据的标准格式，XDR代码用于主机工具和目标机之间进行数据传输使用。
?Target：VxWorks操作系统和板级支持包目录
?Docs：在线HTML文档
target的主要目录结构
?config——配置和编译VxWorks的文件?all 通用的配置文件
?bspName 板级支持包
?comps VxWorks的组件描述文件
?proj ——VxWorks的工程目录
?h——VxWorks的头文件
?lib——VxWorks的库文件
?src——部分VxWorks的源码
13
2基础知识介绍
交叉开发环境的建立方法
Tornado 工具及其使用方法4常用的软件调试开发方法
常用的软件调试开发方法
VxWorks系统是内嵌在Tornado集成开发环境中的，而不像Windows系统那样，直接安装到计算机上，并带有很多的应用和软件开发工具。在进行基于VxWorks系统的软件开发调试时，一般需要一个安装有Windows和Tornado工具的计算机进行开发、调试工作；同时需要一个运行VxWorks系统的目标机执行开发的软件。
根据目标机的实现方法不同，可以将基于VxWorks 系统的软件调试开发方法分为以下三种：
?使用目标机仿真器进行调试开发
?虚拟机软件虚拟目标机进行调试开发
?使用真实的目标机进行调试开发
使用目标机仿真器进行调试开发
?利用Tornado自带的VxSim，在主机上虚拟出一个目
标机环境，基于此目标机环境进行调试开发。
?可用于与硬件无关的简单软件的开发。
【优点】简单，所有的工作都可以在一台计算机上完成。【缺点】软件模拟环境，无法模拟出真实目标机的硬件特性，仅用于学习与硬件无关的简单软件的开发。
嵌入式系统教案(李震) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
嵌入式系统教案(李震)
嵌入式系统教案 教材：《ARM9嵌入式系统设计—基于S3C2410与Linux（第二版）》，徐英慧，马忠梅，王磊，王琳编著，北京航空航天大学出版社 课时分配：理论课32学时，实验课8学时，共40学时 第1章嵌入式系统基础 一、教学目的： 介绍嵌入式系统的基本概念，包括嵌入式系统的概念、特点及应用，由本章了解嵌入式系统的基础知识，掌握嵌入式的发展方向。 学时分配：2学时 二、教学重点： 实时操作系统的多任务内核，实时操作系统的任务管理机制 三、教学难点： 理解和掌握嵌入式系统中任务间采用的共享数据结构和消息机制等两种通信方式，嵌入式系统的优先级继承，抢占式调度和非抢占式调度间的区别。 四、教学方法： 课题讲授及嵌入式系统在精细农业中的应用实例演示 五、教学过程设计：（2学时） 一、嵌入式系统概念 （一）嵌入式系统的定义 （二）嵌入式系统的组成 （三）嵌入式系统的特点 （四）嵌入式系统的应用 （五）实时系统 二、嵌入式处理器 （一）嵌入式处理器分类 （二）微控制器的定义及特点
（三）嵌入式微处理器的定义及特点，介绍主流的微处理器，包括ARM、MIPS、MC68K、PowerPC、X86微处理器等。 （四）DSP处理器的定义及特点 （五）片上系统的定义及特点 （六）典型的嵌入式处理器 三、嵌入式操作系统 （一）操作系统的概念和分类 （二）实时操作系统 （三）常见的嵌入式操作系统 四、实时操作系统的内核 （一）任务管理 （二）任务间的通信和同步 （三）存储器管理 （四）定时器和中断管理 五、嵌入式技术发展现状及趋势 六、思考题 1、什么是嵌入式系统它由哪几部分组成（作业） 2、嵌入式系统有何特点？（作业） 3、嵌入式处理器分为哪几类？ 4、ARM英文原意是什么它是一个怎样的公司其处理器有何特点 5、什么事实时系统实时系统有何特点如何划分 6、实时操作系统常用的任务调度算法有哪几种？ 第2章嵌入式系统开发过程 一、教学目的： 介绍嵌入式软件的开发过程和调试手段，使学生了解嵌入式软件与普通计算机软件在开发和调试上的区别。 学时分配：2学时
嵌入式操作系统实验 实验一 Linux常用命令 一.实验目的 1. 熟悉VMware Workstation虚拟机的使用。 2. 熟悉ubuntu操作系统。 3. 掌握常用的Linux命令。 二.实验设备 硬件：PC机。 软件：VMware Workstation虚拟机、ubuntu操作系统。 三.实验内容 1.基于虚拟机的Linux操作系统的使用。 2.文件与目录相关命令的使用。 3.磁盘管理与维护命令的使用。 4.系统管理与设置命令的使用。 5.网络相关命令的使用。 6.压缩备份命令的使用。 四.实验步骤 1.基于虚拟机的Linux操作系统的使用 (1)启动VMware Workstation应用程序，启动windows以后，点击开始→程序→VMware→VMware Workstation,出现如图1所示界面。
图1 启动VMware Workstation (2)点击菜单File Open选择安装好的Linux虚拟机文件，或者直接点击Start this virtual machine启动Linux操作系统。 (3)启动系统后需要输入用户名和密码，如图2所示，这里用户名为root，密码为“123456”。 图2输入用户名和密码 (3)启动终端，成功进入系统后，选择应用程序->系统工具->终端，如图3所示。 图3 启动终端 (4)在终端中执行Linux命令，终端运行以后，就可以在这里输入Linux命令，并按回车键执行，如图4所示。
图4运行Linux命令 2.文件与目录相关命令的使用 理解12个常用的文件与目录相关命令的使用，完成如下练习。 (1)查询/bin目录，看一看有哪些常用的命令文件在该目录下：ll /bin (2)进入/tmp目录下，新建目录myshare： cd /tmp mkdir myshare ls -ld myshare/ (3)用pwd命令查看当前所在的目录 pwd (4)新建testfile文件 touch testfile ls -l (5)设置该文件的权限模式 chmod 755 testfile ls -l testfile (6)把该文件备份到/tmp/myshare目录下，并改名为testfile.bak。 cp testfile myshare/testfile.bak ls -l myshare/ (7)在/root目录下为该文件创建1个符号连接。 ln -s /tmp/testfile /root/testfile.ln ls -l /root/testfile.ln (8)搜索inittab文件中含有initdefault字符串的行。 cat /etc/inittab | grep initdefault 3.磁盘管理与维护命令的使用 理解2个磁盘管理与维护命令，完成如下练习。 （1）Linux下使用光盘步骤： ?确认光驱对应的设备文件：ll /dev/cdrom ?挂载光盘：mount -t iso9660 /dev/cdrom testdir ?查询挂载后的目录：ll /media/cdrom ?卸载光盘（umount testdir）umount /dev/cdrom (2)Linux下USB设备的使用 ?挂载U盘，看看系统认出的盘（或者使用#fdisk -l）。cat /proc/partitions
三种常用的嵌入式操作系统分析与比较 摘要：提要三种常用的嵌入式操作系统——Palm OS、Windows CE、Linux；在此基础上、分析、比较这三种嵌入式操作系统，给出它们之间的异同点及各自的适用范围。 1 嵌入式系统与嵌入式操作系统 1.1 嵌入式系统 嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心，面向用户、面向产品、面向应用，软硬件可裁减的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统应具有的特点是：高可靠性；在恶劣的环境或突然断电的情况下，系统仍然能够正常工作；许多嵌入式应用要求实时性，这就要求嵌入式操作系统具有实时处理能力；嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是具体产品同步进行；嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性，一般都固化在只读存储器中或闪存中，也就是说软件要求固态化存储，而不是存储在磁盘等载体中。 1.2 嵌入式操作系统 嵌入式操作系统EOS （Embedded Operating System）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作，控制、协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而方的，它除具备了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外，还有以下特点： ①可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。 ②强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制当中。 ③统一的接口。提供各种设备驱动接口。
常见的嵌入式操作系统 分类：嵌入式操作系统2012-12-11 10:06 459人阅读评论(1) 收藏举报嵌入式操作系统 嵌入式操作系统与通用的操作相比较主要特点在于： 1．小内核，稳定可靠。 2．需要可装卸、可裁剪，以便能灵活应对各种不同的硬件平台。 3．面向应用，强实时性，可用于各种设备控制当中。 国际上常见的嵌入式操作系统大约有40种左，右如：Linux、uClinux、WinCE、PalmOS、Symbian、eCos、uCOS-II、VxWorks、pSOS、Nucleus、ThreadX 、Rtems 、QNX、INTEGRITY、OSE、C Executive 。他们基本可以分为两类，一类是面向控制、通信等领域的实时操作系统，如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx、ati的nucleus等；另一类是面向消费电子产品的非实时操作系统，这类产品包括个人数字助理(pda)、移动电话、机顶盒、电子书、webphone等，系统有Microsoft的WinCE，3Com 的Palm，以及Symbian和Google的Android等。 一、VxWorks 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），是T ornado嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌人式实时操作系统领域逐渐占据一席之地。VxWorks具有可裁剪微内核结构；高效的任务管理；灵活的任务间通讯；微秒级的中断处理；支持POSIX 1003．1b实时扩展标准；支持多种物理介质及标准的、完整的TCP/IP网络协议等。 然而其价格昂贵。由于操作系统本身以及开发环境都是专有的，价格一般都比较高，通常需花费10万元人民币以上才能建起一个可用的开发环境，对每一个应用一般还要另外收取版税。一般不通供源代码，只提供二进制代码。由于它们都是专用操作系统，需要专门的技术人员掌握开发技术和维护，所以软件的开发和维护成本都非常高。支持的硬件数量有限。 二、Windows CE Windows CE与Windows系列有较好的兼容性，无疑是Windows CE推广的一大优势。其中WinCE3.0是一种针对小容量、移动式、智能化、32位、了解设备的模块化实时嵌人式操
中南大学信息科学与工程学院实验报告 姓名：安磊 班级：计科0901 学号： 0909090310
指导老师：宋虹
目录 课程设计内容 ----------------------------------- 3 uC/OS操作系统简介 ------------------------------------ 3 uC/OS操作系统的组成 ------------------------------ 3 uC/OS操作系统功能作用 ---------------------------- 4 uC/OS文件系统的建立 ---------------------------- 6 文件系统设计的原则 ------------------------------6 文件系统的层次结构和功能模块 ---------------------6 文件系统的详细设计 -------------------------------- 8 文件系统核心代码 --------------------------------- 9 课程设计感想 ------------------------------------- 11 附录-------------------------------------------------- 12
课程设计内容 在uC/OS操作系统中增加一个简单的文件系统。 要求如下： (1)熟悉并分析uc/os操作系统 (2)设计并实现一个简单的文件系统 (3)可以是存放在内存的虚拟文件系统，也可以是存放在磁盘的实际文件系统 (4)编写测试代码，测试对文件的相关操作：建立，读写等 课程设计目的 操作系统课程主要讲述的内容是多道操作系统的原理与技术，与其它计算机原理、编译原理、汇编语言、计算机网络、程序设计等专业课程关系十分密切。 本课程设计的目的综合应用学生所学知识，建立系统和完整的计算机系统概念，理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法，掌握操作系统开发的基本技能。 I．uC/OS操作系统简介 μC/OS-II是一种可移植的，可植入ROM的，可裁剪的，抢占式的，实时多任务操作系统内核。它被广泛应用于微处理器、微控制器和数字信号处理器。 μC/OS 和μC/OS-II 是专门为计算机的嵌入式应用设计的，绝大部分代码是用C语言编写的。CPU 硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU 上。用户只要有标准的ANSI 的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将μC/OS-II嵌入到开发的产品中。μC/OS-II 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小内核可编译至2KB 。μC/OS-II 已经移植到了几乎所有知名的CPU 上。 严格地说uC/OS-II只是一个实时操作系统内核，它仅仅包含了任务调度，任务管理，时间管理，内存管理和任务间的通信和同步等基本功能。没有提供输入输出管理，文件系统，网络等额外的服务。但由于uC/OS-II良好的可扩展性和源码开放，这些非必须的功能完全 可以由用户自己根据需要分别实现。 uC/OS-II目标是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时内核，并在这个内核之上提供最基本的系统服务，如信号量，邮箱，消息队列，内存管理，中断管理等。 uC/OS操作系统的组成 μC/OS-II可以大致分成核心、任务处理、时间处理、任务同步与通信，CPU的移植等5个部分。如下图：
嵌入式培训专题 微迪软件培训中心Tornado &VxWorks 培训 深圳市微迪软件技术有限公司 培训中心
嵌入式培训专题 微迪软件培训中心实时系统概念 ?实时系统是对外来事件在限定时间内能做出反应的系统。 ?指标 –响应时间Response Time –生存时间Survival Time –吞吐量Throughput
嵌入式培训专题 微迪软件培训中心实时系统与普通系统 ? 在实时计算中，系统的正确性不仅仅依赖于计算的逻辑结果而且依赖于结果产生的时间?对于实时系统来说最重要的要求就是实时操作系统必须有满足在一个事先定义好的时间限制中对外部或内部的事件进行响应和处理的能力 ? 此外作为实时操作系统还需要有效的中断处理能力来处理异步事件和高效的I /O 能力来处理有严格时间限制的数据收发应用
嵌入式培训专题 微迪软件培训中心实时系统分类 ?根据不同的分类方法可以分为几种。 –方法一是分为周期性的和非周期性的（p e r i o d i c 和 a p e r i o d i c ） –方法二是分为硬实时和软实时（h a r d r e a l _t i m e 和s o f t r e a l _t i m e ） –专用系统和开放系统 –集中式系统和分布式系统
嵌入式培训专题 微迪软件培训中心实时多任务操作系统与分时多任务操作系统? 分时操作系统，软件的执行在时间上的要求，并不严格，时间上的错误，一般不会造成灾难性的后果。?实时操作系统，主要任务是对事件进行实时的处理，虽然事件可能在无法预知的时刻到达，但是软件上必须在事件发生时能够在严格的时限内作出响应（系统响应时间），即使是在尖峰负荷下，也应如此，系统时间响应的超时就意味着致命的失败。另外，实时操作系统的重要特点是具有系统的可确定性，即系统能对运行情况的最好和最坏等的情况能做出精确的估计。
ARM的十一种嵌入式操作系统 ARM的十一种嵌入式操作系统 嵌入式LINUX 嵌入式Linux是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改，使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。Linux做嵌入式 的优势，首先，Linux是开放源代码;其次，Linux的内核小、效率高，可以定制，其系统内核最小只有约134KB;第三，Linux是免费 的OS,Linux还有着嵌入式操作系统所需要的很多特色，突出的就是Linux适应于多种CPU和多种硬件平台而且性能稳定，裁剪性很好，开发和使用都很容易。同时，Linux内核的结构在网络方面是非常 完整的，Linux对网络中最常用的TCP/IP协议有最完备的支持。提 供了包括十兆、百兆、千兆的以太网络，以及无线网络， TokenRing(令牌环网)、光纤甚至卫星的支持。 移植步骤：1.Bootloader的移植;2.嵌入式Linux操作系统内核 的移植;3.嵌入式Linux操作系统根文件系统的创建;4.电路板上外 设Linux驱动程序的编写。 WinCE WinCE是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设 备操作系统，它是精简的Windows95,WinCE的图形用户界面相当出色。WinCE是从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。它的模块化设计允许它对于从掌上电脑到 专用的工业控制器的用户电子设备进行定制。操作系统的基本内核 需要至少200K的ROM。 一般来说，一个WinCE系统包括四层结构：应用程序、WinCE内 核映像、板级支持包(BSP)、硬件平台。而基本软件平台则主要由
五大适合STM32的嵌入式操作系统 基于STM平台且满足实时控制要求操作系统，有以下5种可供移植选择。分别为μClinux、μC／OS-II、eCos、FreeRTOS和都江堰操作系统(djyos)。下面分别介绍这五种嵌入式操作系统的特点及不足。1、μClinuxμClinux是一种优秀的嵌入式Linux版本，其全称为micro-control Linux，从字面意思看是指微控制Linux。同标准的Linux相比， μClinux的内核非常小，但是它仍然继承了Linux操作系统的主要特性，包括良好的稳定性和移植性、强大的网络功能、出色的文件系统支持、标准丰富的API，以及TCP／IP网络协议等。因为没有MMU内存管理单元，所以其多任务的实现需要一定技巧。 μClinux在结构上继承了标准Linux的多任务实现方式，分为实时进程和普通进程，分别采用先来先服务和时间片轮转调度，仅针对中低档嵌入式CPU特点进行改良，且不支持内核抢占，实时性一般。 在内存管理上由于μClinux是针对没有MMU的处理器设计的，不能使用处理器的虚拟内存管理技术，只能采用实存储器管理策略。系统使用分页内存分配方式，在启动时对实际存储器进行分页。系统对内存的访问是直接的，操作系统对内存空间没有保护，多个进程可共享一个运行空间，所以，
即使是一个无特权进程调用一个无效指针也会触发一个地 址错误，并有可能引起程序崩溃甚至系统崩溃。 μClinux操作系统的中断管理是将中断处理分为两部分：顶半处理和底半处理。在顶半处理中，必须关中断运行，且仅进行必要的、非常少、速度快的处理，其他处理交给底半处理；底半处理执行那些复杂、耗时的处理，而且接受中断。因为系统中存在有许多中断的底半处理，所以会引起系统中断处理的延时。 μClinux对文件系统支持良好，由于μClinux继承了Linux完善的文件系统性能，它支持ROMFS、NFS、ext2、MS-DOS、JFFS等文件系统。但一般采用ROMFS文件系统，这种文件系统相对于一般的文件系统(如ext2)占用更少的空间。但是ROMFS文件系统不支持动态擦写保存，对于系统需要动态保存的数据须采用虚拟RAM盘／JFFS的方法进行处理。在对硬件的支持上，由于μClinux继承了Linux的大部分性能，所以至少需要512KB的RAM空间，lMB的ROM／Flash 空间。 在μClinux的移植方面，。μClinux是Linux针对嵌入式系统的一种改良，其结构比较复杂。移植μClinux，目标处理器除了需要修改与处理器相关的代码外，还需要足够容量的外部ROM和RAM。 综上可知，μClinux最大特点在于针对无MMU处理器设计，
中南大学信息科学与工程学院实验报告 ：安磊 班级：计科0901 学号： 0909090310 指导老师：宋虹
目录 课程设计容 ----------------------------------- 3 uC/OS操作系统简介 ------------------------------------ 3 uC/OS操作系统的组成 ------------------------------ 3 uC/OS操作系统功能作用 ---------------------------- 4 uC/OS文件系统的建立 ---------------------------- 6 文件系统设计的原则 ------------------------------ 6 文件系统的层次结构和功能模块 --------------------- 6 文件系统的详细设计 -------------------------------- 8 文件系统核心代码 --------------------------------- 9 课程设计感想 ------------------------------------- 11 附录 -------------------------------------------------- 12
课程设计容 在uC/OS操作系统中增加一个简单的文件系统。 要求如下： (1)熟悉并分析uc/os操作系统 (2)设计并实现一个简单的文件系统 (3)可以是存放在存的虚拟文件系统，也可以是存放在磁盘的实际文件系统 (4)编写测试代码，测试对文件的相关操作：建立，读写等 课程设计目的 操作系统课程主要讲述的容是多道操作系统的原理与技术，与其它计算机原理、编译原理、汇编语言、计算机网络、程序设计等专业课程关系十分密切。 本课程设计的目的综合应用学生所学知识，建立系统和完整的计算机系统概念，理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法，掌握操作系统开发的基本技能。 I．uC/OS操作系统简介 μC/OS-II是一种可移植的，可植入ROM的，可裁剪的，抢占式的，实时多任务操作系统核。它被广泛应用于微处理器、微控制器和数字信号处理器。 μC/OS 和μC/OS-II 是专门为计算机的嵌入式应用设计的，绝大部分代码是用C语言编写的。CPU 硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU 上。用户只要有标准的ANSI 的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将μC/OS-II嵌入到开发的产品中。μC/OS-II 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小核可编译至 2KB 。μC/OS-II 已经移植到了几乎所有知名的CPU 上。 严格地说uC/OS-II只是一个实时操作系统核，它仅仅包含了任务调度，任务管理，时间管理，存管理和任务间的通信和同步等基本功能。没有提供输入输出管理，文件系统，网络等额外的服务。但由于uC/OS-II良好的可扩展性和源码开放，这些非必须的功能完全可以由用户自己根据需要分别实现。 uC/OS-II目标是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时核，并在这个核之上提供最基本的系统服务，如信号量，，消息队列，存管理，中断管理等。 uC/OS操作系统的组成 μC/OS-II可以大致分成核心、任务处理、时间处理、任务同步与通信，CPU的移植等5个部分。如下图：
任务创建编程学习代码一 此代码主要的是创建若干的任务,来学习任务的创建和删除. 程序的结构是: start函数:任务创建函数 stop函数:任务删除函数 其它为任务 请大家仔细分析代码,理解任务内务的创建和删除.本代码是在tornado2.0版本调试成功. 如有疑问联系作者jdvxworks 邮箱:foxqs@https://www.doczj.com/doc/d516909665.html, /********************************* * date:2006.7.10 time:16.08 * maker: jdvxworks * aim: create 4 task * list: task0 task1 task2 task3 * change:_____________________ *********************************/ #include "stdio.h" #include "taskLib.h" #include "vxWorks.h" //#include "semBLib.h" int taskid0; int taskid1; int taskid2; int taskid3; int loopid; SEM_ID sem_id; STATUS Err; void start(void); void test0(void); void test1(void); void test2(void); void test3(void); void stop(void); void taskloop(void); //start init task void start(void) { int i,o; long p=9999999+100000;
第一章嵌入式系统概论 一.填空 1. 嵌入式系统是以嵌入式应用为目的、以计算机技术为基础的计算机系统。 2. 计算机系统按应用可以分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统。 3. 嵌入式系统按软件结构可分为嵌入式单线程系统和嵌入式事件驱动系统。 4. 嵌入式系统按是否具有实时性能可分为嵌入式非实时系统和嵌入式实时系统。 5. 嵌入式实时系统除具有嵌入式系统的基本特征外，还具实时性和可靠性的重要特点。 6. 嵌入式系统的硬件架构是以嵌入式处理器为中心，由存储器，I/O设备，通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。 7. 嵌入式系统的软件通常固态化存储在ROM、FLASH或NVRAM中。 8. 嵌入式系统的开发由于受到系统资源开销的限制，通常采用交叉开发环境。 9. 嵌入式系统开发采用的交叉开发环境是由宿主机和目标机组成的。 10. 嵌入式系统的设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程。 二.选择 1. 以下哪一项不属于嵌入式操作系统（C） A．VxWorks B. WinCE C. BSD D. uClinux 2. 以下关于嵌入式系统说确的是（A） A．以开发为中心 B 对实时，成本，功耗要求严格 C．软硬件协同 D 软件可剪裁 3. 以下关于嵌入式系统说确的是（A） A．嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统 B．对高性能要求严格
C．软硬件缺乏协同 D．不要时性 4. 对响应时间有严格要求的嵌入式系统是（A） A.嵌入式实时系统 B.嵌入式多线程系统 C.嵌入式多核系统 D.嵌入式轮转询问系统 5. 以下哪一项属于嵌入式系统不具备的特点（B） A.采用专用处理器 B. 跨平台可移植 C.软硬件协同一体化 D.小型化与有限资源 6. 嵌入式系统硬件的核心是（B） A.存储器 B.嵌入式微处理器 C.嵌入式微控制器 D.BSP 7. 嵌入式系统的软件部分不包括(A) A．DSP B.嵌入式操作系统 C.设备驱动程序D.应用程序 8. 对性能要求高的嵌入式系统是（C） A.嵌入式实时系统 B.嵌入式多线程系统 C.嵌入式多核系统 D.嵌入式轮转询问系统 9. 嵌入式应用软件的开发阶段不包括（D） A．交叉编译和 B.开发环境的建立 C．联机调试 D.应用程序模块加载 10. 为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都保存在（A） A．存储器芯片 B.磁盘 C.cache D.CDROM
几种嵌入式实时操作系统地分析与比较 2008-07-04 20:54 VxWorks、μClinux、μC／OS-II和eCos是4种性能优良并被广泛应用地实时操作系统.本文通过对这4种操作系统地主要性能进行分析与比较，归纳出它们地选型依据和适用领域. 1. 4种操作系统地介绍 (1)VxWorks VxWorks是美国WindRiver公司地产品，是目前嵌入式系统领域中应用很广泛，市场占有率比较高地嵌入式操作系统.VxWorks实时操作系统由400多个相对独立、短小精悍地目标模块组成，用户可根据需要选择适当地模块来裁剪和配置系统；提供基于优先级地任务调度、任务间同步与通信、中断处理、定时器和内存管理等功能，内建符合POSIX(可移植操作系统接口)规范地内存管理，以及多处理器控制程序；并且具有简明易懂地用户接口，在核心方面甚至町以微缩到8 KB. (2) μC／OS-II μC／OS-II是在μC-OS地基础上发展起来地，是美国嵌入式系统专家Jean J．Labrosse用C语言编写地一个结构小巧、抢占式地多任务实时内核.μC／OS-II能管理64个任务，并提供任务调度与管理、内存管理、任务间同步与通信、时间管理和中断服务等功能，具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点. (3)μClinux μClinux是一种优秀地嵌入式Linux版本，其全称为micro-control Linux，从字面意思看是指微控制Linux.同标准地Linux相比，μClinux地内核非常小，但是它仍然继承了Linux操作系统地主要特性，包括良好地稳定性和移植性、强大地网络功能、出色地文件系统支持、标准丰富地API，以及TCP／IP网络协议等.因为没有MMU内存管理单元，所以其多任务地实现需要一定技巧. (4)eCos eCos(embedded Configurable operating system)，即嵌入式可配置操作系统.它是一个源代码开放地可配置、可移植、面向深度嵌入式应用地实时操作系统.最大特点是配置灵活，采用模块化设计，核心部分由小同地组件构成，包括内核、C语言库和底层运行包等.每个组件可提供大量地配置选项(实时内核也可作为可选配置)，使用eCos提供地配置工具可以很方便地配置，并通过不同地配置使得eCos能够满足不同地嵌入式应用要求. 2. 性能分析与比较 任务管理、任务及中断间地同步与通信机制、内存管理、中断管理、文件系统、对硬件地支持和系统移植这几方面是实时操作系统地主要性能.下面就从这几个方面着手对上述4种操作系统进行分析与比较. 2.1 任务管理 任务管理是嵌入式实时操作系统地核心和灵魂，决定了操作系统地实时性
嵌入式操作系统实验一建 立交叉编译环境 Last updated on the afternoon of January 3, 2021
嵌入式操作系统实验报告 队友：张圣苗亚 实验内容 1、准备工作工作：安装virtualbox虚拟机工具，并安装系统、增强型工具，实现共享文件夹的自动挂载。 2、利用crosstool提供的脚本安装和相关资源编译面向的ARM的GCC工具。 详细内容1：安装虚拟机软件和虚拟机时要完成的主要步骤有：安装virtualbox，建立一台虚拟机，分配内存和硬盘，指定共享文件夹（主机和虚拟机可共同操作），指定操作系统镜像文件路径（相当于光盘，第一次启动时安装），安装虚拟操作系统，安装增强工具包，实现共享文件夹的自动挂载。有几点需要注意： 1、虚拟硬盘尽量分配大一些，之后再扩就比较麻烦。 2、共享文件夹不要有中文路径，不然挂载后看不到中文名称文件。 3、安装操作系统时，不能断网，需要下载各种资源，不然会异常。 详细内容2需要安装与脚本相关的工具，需要修改crosstool中的配置文件以指定编译的目标位arm-linux。需要修改需要的资源 实验步骤 实验准备： 在实验准备中，在安装完增强工具包（）并重启之后，需要实现对共享文件夹的自动挂载，只需要修改etc目录中的配置文件，是很多linux系统管理员的偏爱，因为凡是需要随系统自动启动的服务、程序等，都可以放在里面。 $sudomkdir/mnt/share $sudomount-tvboxsfembedded/mnt/shared 上面三句话实现了将共享文件夹embeded挂载到了share上。 gedit/etc/ 将第2句命令添加在exit之前，实现了自动挂载功能。 实验一 一、搭建编译环境 1、安装于脚本运行相关及其他的工具bison、flex、build-essential、patch、libncurses5-dev。
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 Rom方式(vxWork_rom) vxWorks直接烧入rom 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application 3.调试
attach 用来在多任务调试时将调试对象绑定到某个任务 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。 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。 4.调度 优先级调度（无条件） 时间片：同优先级，如果时间片没有打开，任务采取先到先运行，运行完毕在交出cpu，如果打开，则轮流使用cpu。！死循环使比它优先级低的任务都不能运行。
一下是网络收集的几种适合stm32的嵌入式操作系统，打算最近都移植一下，先做个记录。 基于STM平台且满足实时控制要求操作系统，有以下4种可供移植选择。分别为μClinux、μC／OS-II、eCos、FreeRTOS和都江堰操作系统(djyos)。下面分别介绍这四种嵌入式操作系统的特点及不足。 1、μClinux μClinux是一种优秀的嵌入式Linux版本，其全称为micro-control Linux，从字面意思看是指微控制Linux。同标准的Linux相比，μClinux的内核非常小，但是它仍然继承了Linux操作系统的主要特性，包括良好的稳定性和移植性、强大的网络功能、出色的文件系统支持、标准丰富的API，以及TCP／IP网络协议等。因为没有MMU内存管理单元，所以其多任务的实现需要一定技巧。 μClinux在结构上继承了标准Linux的多任务实现方式，分为实时进程和普通进程，分别采用先来先服务和时间片轮转调度，仅针对中低档嵌入式CPU 特点进行改良，且不支持内核抢占，实时性一般。 在内存管理上由于μClinux是针对没有MMU的处理器设计的，不能使用处理器的虚拟内存管理技术，只能采用实存储器管理策略。系统使用分页内存分配方式，在启动时对实际存储器进行分页。系统对内存的访问是直接的，操作系统对内存空间没有保护，多个进程可共享一个运行空间，所以，即使是一个无特权进程调用一个无效指针也会触发一个地址错误，并有可能引起程序崩溃甚至系统崩溃。 μClinux操作系统的中断管理是将中断处理分为两部分：顶半处理和底半处理。在顶半处理中，必须关中断运行，且仅进行必要的、非常少、速度快的处理，其他处理交给底半处理；底半处理执行那些复杂、耗时的处理，而且接受中断。因为系统中存在有许多中断的底半处理，所以会引起系统中断处理的延时。 μClinux对文件系统支持良好，由于μClinux继承了Linux完善的文件系统性能，它支持ROMFS、NFS、ext2、MS-DOS、JFFS等文件系统。但一般采用ROMFS 文件系统，这种文件系统相对于一般的文件系统(如ext2)占用更少的空间。但是ROMFS文件系统不支持动态擦写保存，对于系统需要动态保存的数据须采用虚拟RAM盘／JFFS的方法进行处理。
嵌入式系统实验报告文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
大连理工大学 本科实验报告 课程名称：嵌入式系统实验 学院（系）：电子信息与电气工程学部 专业：自动化 班级： 0804 学号： 学生姓名：何韬 2011年 11月 18日 大连理工大学实验报告 学院（系）：电信专业：自动化班级： 0804 姓名：何韬学号：组： ___ 实验时间： 2011-11-12 实验室： d108 实验台： 指导教师签字：成绩： 实验二ARM的串行口实验 一、实验目的和要求 见预习报告 二、实验原理和内容 见预习报告 三、主要仪器设备
硬件：ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC机Pentium100 以上、串口线。 软件：PC 机操作系统win98、Win2000 或WinXP 、ARM SDT 或集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。 四、实验步骤 见预习报告 五、核心代码 在主函数中实现将从串口0接收到的数据发送到串口0（） int main(void) { char c1[1]; char err; ARMTargetInit(); 通过调用OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()创建至少一个任务; . OSStart(); /ucos-ii/" /* uC/OS interface */ #include "../ucos-ii/add/" #include "../inc/" #include "../inc/sys/" #include "../src/gui/" #include <> #include <>
CF卡上引导VxWorks的三种方法 方法一. 直接引导： 引导扇区 >> bootrom.sys >> VxWorks 这种方法最快，但要求bootrom.sys保持连续性（可用chkdsk检查）。 方法二. FreeDOS引导： 引导扇区 >> FreeDOS >> https://www.doczj.com/doc/d516909665.html, >> bootrom.sys >> VxWorks 这种方法牺牲少量启动时间换取灵活性，因为你可以为FreeDOS增加菜单实现选择性启动，而且许多维护性工作也可在DOS下进行。 方法三. GRUB引导： 引导扇区 >> GRUB >> FreeDOS启动盘映像 >> FreeDOS >> https://www.doczj.com/doc/d516909665.html, >> bootrom.sys >> VxWorks 这种方法比上一种更进一步，你可以利用GRUB的强大功能实现多系统引导，不过不是所有的主板都支持GRUB。 grub> kernel --type=netbsd /vxWorks 一共两个分区，都是主分区。C盘为Fat32格式，设为活动分区。D盘为Fat格式，设为非活动分区。C盘装的Winxp，用XP引导Grub4DOS。把DOS的系统文件（IO.sys，MSDOS.sys，https://www.doczj.com/doc/d516909665.html,）拷贝到D盘根目录。 修改menu.lst如下： title DOS6.22 root (hd0,1) chainloader (hd0,1)/IO.SYS title DOSDOS find --set-root (hd0,1)/io.sys chainloader (hd0,1)/io.sys title FINDDOSACT find --set-root (hd0,1)/io.sys
填空 1、嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适用于应用系统，对(功能)、(可靠性)、(成本)、(体积)、(功耗)严格要求的专用计算机系统。 2、嵌入式系统开发采用的交叉开发环境是由(宿主机)和(目标机)组成的。 3、挂载设备到文件系统的命令是(mount)，从文件系统中卸载设备命令是(umounts)。 4、在系统提示符号输入vi及文件名称后，就进入vi全屏幕编辑画面，进入vi之后，是处于 (命令)模式，要切换到(编辑)模式才能够输入文字。 5、GCC的编译流程分为4个步骤，分别为：(预处理)，编译，(汇编)，链接。 6、Linux系统的设备分为三类：(字符设备)、(块设备)和网络设备。 7、操作系统的功能包(处理机管理)、(存储管理)、(设备管理)、(信息管理)、(作业管理)。 选择 1、下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。(C) (A)内核精简(B)专用性强(C)功能强大(D)高实时性 2、嵌入式Linux下常用的文件系统不包括以下哪一项(A) (A)nfs(B)romfs(C)yaffs(D)jffs 3、下面关于Shell的说法，不正确的是：(D) (A)操作系统的外壳(B)用户与Linux内核之间的接口程序(C)一个命令语言解释器(D)一种和C语言类似的程序语言 4、在Bootloader（）模式下，目标机可以通过通信手段从主机更新系统。(B) (A)启动加载模式(B)下载模式(C)实时模式(D)保护模式 5、文件exer1的访问权限为rw-r--r--，现要增加所有用户的执行权限和同组用户的写权限，下列命令正确的是: (A) (A)chmoda+xg+wexer1(B)chmod765exer1(C)chmodo+xexer1(D)chmodg+wexer1 6、在vi编辑环境中，下面（）选项不是从命令行模式切换到插入模式。(C) (A)i(B)o(C)ESC(D)a 7、shell变量名命名中不包括()。(D) (A)字母(B)数字(C)下划线(D)括号 8、下列关于字符设备说法不正确的是()。(C) (A)以字节为单位逐个进行I/O操作(B)字符设备中的缓存是可有可无的 (C)支持随机访问(D)字符设备可以通过设备文件节点访问 9、以下哪一项是是硬盘设备文件（）。(B) (A)fd0(B)hda(C)eth1(D)ht0 10、共享内存通信机制的缺点是（）。(B) (A)需要花费额外的内存空间(B)需要使用额为的同步机制 (C)需要额外硬件支持(D)通信过程中需要反复读取内存，时间开销大 简答题 1.嵌入式操作系统在哪些方面较为突出的特点并请列举出4种目前较常用的手机嵌入 式操作系统。 四个方面：系统实时高效性硬件的相关依赖性软件固态化应用的专用性 四种手机操作系统：Window Mobile SymbianOSAndriod OSE