嵌入式系统VxWorks的加载及引导

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电信技 术研 究
２０ ０ ６年 第 ５期
２嵌入式开发过程及实时操作系统 Ｖ Ｗｏｋ ｘ ｒｓ 在 嵌入式开 发过程 中有宿 主机和 目标机 的角色之分 ：宿主机 是执行 编译 、链接 、定 址 过程 的计算机 ；目标机 指运 行嵌入 式软件 的硬件 平 台。首先须把 应 用程序 转换成可 以 在 目标机 上运行 的二进制代 码 。这一过 程包含 三个步骤 ：编译 、链 接 、定址 。编译过程
经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术和人们的日常生活等方方面面 。随着国 内外各种嵌 入式产 品的进一 步开发 和推广 ，嵌入 式技术越来 越和人 们 的生活 紧密结合 。 １７ 左右 出现 了嵌入式 系统 的概 念 ，当时 的嵌 入式系统 很 多都 不采 用操作 系统 ， ９０年
仍 然能够 正常工作 ； 多嵌 入式应 用要 求实 时处理能 力 ， 就要求 嵌入 式操作 系统（ＯＳ 许 这 Ｅ ）
具有 实时处 理能力 ；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。
这 些操作系 统大部 分是为专 有系统 而开 发 的。另外 ，源代码 开放 的嵌 入 式 Ｌｎ ｘ ｉｕ ，由于 其 强大 的网络功能和低 成本 ，近来 也 得到 了越来越 多 的应 用 。 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 。和通用计 算机不 同 ，嵌 入式 系统是针对 具体应 用 的专 用系统 ， 目的就是 要 把 一切变 得 更简 单、 更方便 、更普 遍 、更适 用 ；它 的硬件和 软件都 必须高效 率地 设计 ，
它 们只是 为 了实现 某个控制 功能 ， 用一 个简单 的循 环控 制对 外界 的控制请 求进 行处理 。 使 当应用系 统越来越复 杂、利 用的范 围越来越 广泛 的时候 ，每 添加一 项新 的功能 ，都可能
需 要从头 开始设计 。没有操作 系统 已成为 了一个最 大 的缺 点 。
Ｃ语 言 的出现 使操作 系统开发变 得简 单 ，因此从上世 纪 ８ ０年代 开始 ， 出现 了各种 商 用嵌 入式操 作系统 百家争 鸣的局面 ， 比较著 名 的有 Ｖｘ ｒｓｐＯＳ和 Ｗｉｄ ｗ Ｅ等 等 ， Ｗｏｋ、 Ｓ ｎｏ ｓ Ｃ
Ｖ Ｗｏｋ；然后在此基础 上 结合 作者 开 发嵌入 式软件 的 实践 ，着 重 阐述 了嵌入 式 系 ｘ ｒｓ
统 Ｖｘ ｒｓ Ｗｏｋ 的加载及 引导过程 ；最后 给 出作者 的体会 。
关键 词 ：嵌入 式 系统 Ｖ Ｗｏｋ Ｖ Ｗｏｋ 映 象 ｘ ｒｓ ｘ ｒｓ
１引言
引导 映象
在 当前数字信 息技术和 网络技 术高速 发展 的后 Ｐ （ｏｔ Ｃ）时代 ，嵌入 式系统 已 Ｃ ＰｓＰ －
由交叉 编译 器实现 。所谓 交叉 编译器就 是运行在一 个计算机 平 台上并为 另一 个平 台产生
代码 的编译器 ，常 用的交叉 编译器 有 ＧＮ ／ ＋ （ｃ） Ｕ Ｃ Ｃ ＋ ｇｃ 。编译过程 产 生的所有 目标文件
被 链接 成一个 目标 文件 ，称 为链 接过程 。定址 过程 会把物理 存储器 地址 指定 给 目标文件 的每个相对 偏移处 。该过程 生 成的文件就 是可 以在 嵌入式平 台上执 行 的二 进制 文件 。
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科 技 论 文
嵌入式系统 Ｖ Ｗｏｋ 的加载及 引导 ｘ ｒｓ
寇从 进 明望 侯 文斌
摘要 ：本 文基 ຫໍສະໝຸດ 嵌 入 式 系统 的概 念 ， 阐述 了嵌 入 式 系统开 发 、应 用 以及 Ｖｘ ｒｓ Ｗｏｋ
的 加 载 和 引导 。 首先 简要 介 绍 了嵌 入 式 系统 的开 发 过程 及 嵌 入 式 实 时操 作 系统
量体裁 衣、 去除冗余 ，力 争在 同样 的硅 片面积 上实现 更高 的性 能 。 嵌 入式 系统主要 由嵌 入式处理 器、 外 围硬 件设 备、嵌入 式操作 系统 以及 特 定的应 用
程 序 等四部分组 成 ， 集软硬件于 一体 的可 独立工 作 的 “ 件 ” 可 用于实现 对 其它设备 是 器 ， 的控制 、监视 或管 理等功 能 。 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
嵌 入式开 发过程 的另一个 重 要步骤 是调试 目标机 上 的应 用程序 。嵌 入式调试 采 用交
叉 调试器 ，一般采 用宿主机一 目标机 的调试 方式 ，它们之 间 由串行 口线 或以太 网或 Ｂ Ｍ Ｄ
线相连。交叉调试有任务级、源码级和汇编级的调试 ，调试时需将宿主机上的应用程序 和 操作系统 内核下载 到 目标机 的 Ｒ ＡＭ 中或直 接烧录 到 目标机 Ｒ ＯＭ 中。 目标监 控器是 调试 器对 目标机 上运 行的应 用程序进 行控制 的代理 （ ｅ ｕ ｇ ｒ ｇ ｎ） Ｄ ｂ ｇ ｅ Ａ ｅ ｔ，事 先被 固化 在 目 标机 的 Ｆａｈ ＯＭ 中 ，在 目标 机 上电后 自动启 动 ，等待宿 主机 方调试器 发 来的命令 ，配 ｌｓＲ 合调试器完成应用程序的下载、 运行和基本的调试功能， 最后将调试信息返回给宿主机 。 Ｖ Ｗｏｋ 操作 系统是美 国 Ｗｉｄ ｉｅ公 司于 １８ 年设 计开 发的一种 嵌入 式实 时操 作 ｘ ｒｓ ｎＲｖｒ ９３ 系统 ，是嵌入 式开发 环境 的关 键组成 部分 。作 为 目前最 具特色 的实 时操作 系统之一 ，它 为程序员提供了高效的实时任务调度、中断管理、实时的系统资源 以及实时的任务问通 信。凭借其 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 ，Ｖ Ｗｏｋ 在 ｘ ｒｓ 嵌入式实时操作系统中占据重要地位。目前，Ｖ Ｗｏ ｓ ｘ ｒ 得到了许多第三方软硬件厂家提 ｋ