vxworks入門(mén)介紹

1、 VxWorks入門(mén)介紹 2010/10/1 目錄 VxWorks簡(jiǎn)介 BSP及系統(tǒng)執(zhí)行流程 中斷 任務(wù)調(diào)度 任務(wù)切換 任務(wù)創(chuàng)建 定時(shí)器 目錄 任務(wù)間通訊 信號(hào)量 二進(jìn)制信號(hào)量 消息隊(duì)列 socket 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境Tornado的使用 VxWorks簡(jiǎn)介 VxWorks組成 VxWorks操作系統(tǒng)由任務(wù)的管理與調(diào)度、任務(wù)的同步與通信、動(dòng)態(tài)內(nèi)存的管理、時(shí)鐘的管理、I/O管理、文件系統(tǒng)等幾部分組成 VxWorks簡(jiǎn)介 對(duì)于VxWorks ，用戶(hù)可裁減掉程序員認(rèn)為沒(méi)有使用到的功能，直到只剩下最簡(jiǎn)內(nèi)核（可以只有10k左右） 一般使用的VxWorks為標(biāo)準(zhǔn)的單CPU版本。VxFusion為標(biāo)準(zhǔn)的多CPU

2、版本，應(yīng)用程序在多個(gè)CPU上運(yùn)行，但仍然象在一個(gè)CPU 上運(yùn)行那樣進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換、通信與同步。 VxWorks簡(jiǎn)介 VxWorks使用統(tǒng)一的API，對(duì)于VxWorks支持的不同的CPU、VxWorks的不同版本，API都是一樣的。VxWorks的API是由操作系統(tǒng)內(nèi)核提供的服務(wù)原語(yǔ)搭建起來(lái)的。服務(wù)原語(yǔ)，是不可打斷的，這樣可以保證系統(tǒng)調(diào)用的時(shí)間盡量小、盡量是常量和可確定 BSP BSP是系統(tǒng)用來(lái)管理外設(shè)的部分，由兩部分組成：初始化、驅(qū)動(dòng)程序。所謂初始化是指從系統(tǒng)上電復(fù)位開(kāi)始直到wind kernel和usrRoot根任務(wù)啟動(dòng)的這段時(shí)間，系統(tǒng)的執(zhí)行過(guò)程。驅(qū)動(dòng)程序就是一些包含I/O操作的子函數(shù)。 初

3、始化包括：CPU Init、Board Init、System Init。CPU Init初始化CPU的內(nèi)部寄存器。Board Init初始化智能I/O的寄存器，將device打通。System Init為系統(tǒng)的運(yùn)行準(zhǔn)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化。 BSP 系統(tǒng)上電代碼執(zhí)行流程 執(zhí)行流程 中斷 中斷是實(shí)時(shí)系統(tǒng)非常重要的組成部分，與linux及windows相比， VxWorks對(duì)于中斷的相應(yīng)速度和中斷處理程序的處理速度要高很多，實(shí)時(shí)性最好 對(duì)于中斷處理程序，可能引起阻塞的都不能使用，printf可能引起阻塞，如果在中斷處理程序里面需要輸出調(diào)試信息，可以使用logMsg來(lái)輸出。中斷里面也不要試圖獲

4、得信號(hào)量，接收消息隊(duì)列里面的消息等操作。 中斷 中斷包含三層含義 中斷引腳號(hào)（或從中斷控制器中得到） 中斷號(hào) 中斷向量（對(duì)x86是中斷號(hào)*4）中斷處理程序和中斷向量必須連接再允許后才能被激活 中斷 對(duì)于中斷服務(wù)程序，越簡(jiǎn)短越好，為提高VxWorks的中斷服務(wù)程序與任務(wù)的合作性能，最好的機(jī)制是信號(hào)量。下面例子中我們會(huì)看到標(biāo)準(zhǔn)的中斷處理過(guò)程。 中斷 典型的中斷處理過(guò)程示例： 1。中斷連接： intConnect ( IV_IRQ6, (FUNCPTR) Isr1, 0); 參量1：連接的中斷向量 參量2：中斷服務(wù)程序 參量3：中斷服務(wù)程序的參量 中斷 中斷允許： 2。intEnable( (int

5、)IV_IRQ6 ); 參量：中斷向量 3。中斷處理程序 中斷 Isr1（） 關(guān)中斷； 清中斷； semGive(SemId1);/*釋放信號(hào)量*/ 中斷 4。中斷處理任務(wù) task1（） for(;) semTake (SemId1, WAIT_FOREVER) 開(kāi)中斷； 任務(wù)間調(diào)度 VxWorks無(wú)條件的使用基于優(yōu)先級(jí)的任務(wù)間調(diào)度 對(duì)于同等優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，如果基于時(shí)間片輪循沒(méi)有打開(kāi)，任務(wù)采取先到先運(yùn)行，運(yùn)行完畢再交出cpu，如果打開(kāi)，則輪流使用cpu。 任務(wù)里如果有死循環(huán)，比它優(yōu)先級(jí)低的任務(wù)都不能運(yùn)行 任務(wù)切換 任務(wù)切換速度：us量級(jí)，Cache關(guān)閉時(shí)上升到10us量級(jí)。 任務(wù)的創(chuàng)建 VxW

6、orks創(chuàng)建任務(wù)，如下例所示創(chuàng)建名為task1的任務(wù)： taskSpawn(“tTask1”,55,0,10000,(FUNCPTR) task1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0); 參量1：任務(wù)名 參量2： 任務(wù)優(yōu)先級(jí) 任務(wù)的創(chuàng)建 參量3：創(chuàng)建時(shí)可選參量 參量4：任務(wù)堆棧尺寸 參量5：創(chuàng)建的任務(wù) 參量615：任務(wù)的參量 定時(shí)器 VxWorks使用3種定時(shí)器 time0：用于系統(tǒng)時(shí)鐘，可用sysClkRateSet()改變速率，默認(rèn)值時(shí)60次/秒，一般我們改為100次/秒，系統(tǒng)時(shí)鐘變?yōu)?0ms等級(jí)。 VxWorks下的watchdog基于timer0，因?yàn)槭窃趇nterrupt尺度，使

7、用必須謹(jǐn)慎，否則會(huì)降低系統(tǒng)效率 定時(shí)器 time1：用于輔助時(shí)鐘，可用sysAuxClkRateSet()改變速度，其精度可以很高，例如1ms，除驅(qū)動(dòng)外，一般不使用。 time2：用于時(shí)標(biāo)（timestamp）。從系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)就一直遞增，可以用來(lái)獲得系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，在windview工具中被使用。用戶(hù)程序也可以通過(guò)sysTimestamp()得到運(yùn)行時(shí)間。一般不使用。 Watchdog定時(shí)器 使用舉例申明：WDOG_ID WdId1; 初始化創(chuàng)建：WdId1 = wdCreate(); 初始化啟動(dòng)：wdStart(WdId1 , 1, (FUNCPTR)function1, 0) 參數(shù)1：定時(shí)

8、器ID參數(shù)2：延時(shí)tick數(shù) Watchdog定時(shí)器參數(shù)3：定時(shí)器到要調(diào)用的函數(shù)參數(shù)4：要調(diào)用函數(shù)的參數(shù)定時(shí)要調(diào)用的函數(shù)function1 wdStart(WdId1 , 1, (FUNCPTR)function1, 0) Watchdog定時(shí)器 定時(shí)器里面運(yùn)行的代碼與中斷有同等的優(yōu)先級(jí)，對(duì)于中斷所有的約束定時(shí)器同樣要遵守，會(huì)引起阻塞的都不能使用。比如不能使用printf打印，不能接收消息里面的消息，不能試圖獲得一個(gè)信號(hào)量等。 任務(wù)間通訊 信號(hào)量 消息隊(duì)列 管道 全局變量 socket 信號(hào)量 信號(hào)量提供了任務(wù)間最快速通信，可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)間同步和互斥。 互斥用于資源管理，上鎖對(duì)共享資源的訪(fǎng)問(wèn)。

9、同步可以協(xié)調(diào)任務(wù)間的執(zhí)行。 信號(hào)量 信號(hào)量的三種類(lèi)型 二進(jìn)制 互斥 計(jì)數(shù)信號(hào)量 信號(hào)量 互斥信號(hào)量本質(zhì)也是一種二進(jìn)制信號(hào)量，主要用于解決內(nèi)在互斥的問(wèn)題，優(yōu)先級(jí)繼承等情況而優(yōu)化的特殊的二進(jìn)制信號(hào)量 計(jì)數(shù)信號(hào)量會(huì)隨著信號(hào)量釋放的次數(shù)改變而改變 二進(jìn)制信號(hào)量最基本，最常用 二進(jìn)制信號(hào)量 最常用最快的信號(hào)量，用于同步和互斥 創(chuàng)建信號(hào)量的時(shí)候，隊(duì)列類(lèi)型已經(jīng)確定。 等待信號(hào)量的任務(wù)可以按照優(yōu)先級(jí)（SEM_Q_PRIORITY) 或先進(jìn)先出（ SEM_Q_FIFO)的順序排隊(duì)。 二進(jìn)制信號(hào)量 二進(jìn)制同步信號(hào)量使用舉例： 申明：SEM_ID SemId1; 初始化： SemId1=semBCreate(SEM

10、_Q_FIFO,SEM_EMPTY)； 二進(jìn)制信號(hào)量 任務(wù)一釋放信號(hào)量SemId1Task1（） semGive(SemId1); 任務(wù)二獲得信號(hào)量后繼續(xù)執(zhí)行，否則等 待此信號(hào)量 二進(jìn)制信號(hào)量task2()For(;) semTake (SemId1, WAIT_FOREVER) ; 二進(jìn)制信號(hào)量 二進(jìn)制互斥信號(hào)量使用舉例： 申明：SEM_ID SemId1; 初始化： SemId1= semBCreate(SEM_Q_PRIORITY ,SEM_FULL); 二進(jìn)制信號(hào)量 使用function1（）semTake(SemId1,WAIT_FOREVER); /*需要保護(hù)的代碼*/semGiv

11、e(SemId1); 消息隊(duì)列 任務(wù)間通訊使用的最常用的方式 允許長(zhǎng)度可變，數(shù)目可變的消息排隊(duì) 用在單CPU任務(wù)間通訊 任何任務(wù)可以發(fā)送消息到消息隊(duì)列 任何任務(wù)可以從消息隊(duì)列接收消息 兩個(gè)任務(wù)若需要全雙工通信，需要兩個(gè)隊(duì)列，一發(fā)一收 消息隊(duì)列使用舉例 申明：MSG_Q_ID MsgQ1； 創(chuàng)建： MsgQ1 = msgQCreate(500,300,MSG_Q_FIFO); 參數(shù)1：排隊(duì)的最大消息數(shù)量 參數(shù)2：每個(gè)消息允許的最大長(zhǎng)度 參數(shù)3：操作方式，fifo或優(yōu)先級(jí) 消息隊(duì)列 發(fā)送msgQSend(MsgQ1, pmsgbuf, length, NO_WAIT, MSG_PRI_NORMAL

12、);參數(shù)1:隊(duì)列ID參數(shù)2:要發(fā)送的消息指針參數(shù)3:要發(fā)送的消息長(zhǎng)度參數(shù)4:等待的tick數(shù)目 消息隊(duì)列 參數(shù)5:操作方式，MSG_PRI_NORMAL 或 MSG_PRI_URGENT 消息隊(duì)列 接收Task1()for(;) msgQReceive(MsgQ1, m_buffer, 500, WAIT_FOREVER); 消息隊(duì)列 參量1：隊(duì)列ID 參量2：接收消息的buffer 參量3：buffer的最大長(zhǎng)度 參量4：等待的tick數(shù)目，NO_WAIT不進(jìn)不進(jìn) 行等待，行等待，WAIT_FOREVER永遠(yuǎn)永遠(yuǎn) 等待等待 socket 網(wǎng)絡(luò)是VxWorks和其它系統(tǒng)聯(lián)系的主要途徑。 VxWorks實(shí)現(xiàn)了與BSD4.4 TCP/IP兼容的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。 通常使用socket編程接口，客戶(hù)/服務(wù)器編程來(lái)實(shí)現(xiàn)VxWorks與其他系統(tǒng)，如linux，windows 等其它系統(tǒng)之間的通信 socket SOCKET編程舉例 例子較長(zhǎng)，具體可以參見(jiàn)VxWorks Network Programmers Guide5.5 7.2 BSD SOCKET 7.2.2 Datagram Sockets (UDP) 7.2.3 Stream Sockets (TCP) Tornado工具使用 Tornado整個(gè)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)包含三部分組成 VxWorks：運(yùn)行在目標(biāo)板上的高性