vxWorks操作系统多串口方案
VxWorks开发教程(2024)
03
无线通信应用案例分 析
通过分析一个具体的无线通信应用案 例，展示如何在VxWorks系统中实现 无线通信功能，并提供一些优化和改 进的建议。
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08
图形界面开发与多媒体应用支 持
Chapter
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图形界面开发框架介绍
WindML
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设备驱动开发流程
01
需求分析
明确设备的功能需求、性能需求 和接口需求，为后续的设备驱动
开发提供基础。
03
编码实现
依据设计文档，使用C语言等编程 语言实现设备驱动的代码编写。
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02
设计阶段
根据需求分析结果，设计设备驱 动的整体架构、数据结构和函数
接口等。
04
测试与验证
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建立工程及源代码管理
创建新工程
在Workbench中，选择“File”->“New”>“VxWorks Project”，然后按照向导创建一个 新的VxWorks工程。
配置工程属性
在工程属性中，你可以设置编译选项、包含路径 、链接库等。确保这些配置与你的目标机和源代 码相匹配。
配的内存。
使用memPartAlloc和memPartFree函数：VxWorks提供了内存分区管理功能，可以 使用memPartAlloc函数从指定的内存分区中分配内存，使用memPartFree函数释放
内存到相应的分区。
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使用taskAlloc和taskFree函数：针对任务相关的内存分配，可以使用taskAlloc和 taskFree函数。这些函数会从任务的控制块中分配和释放内存。
MPC8640MPC8641平台上运行vxWorks操作系统
MPC8640/MPC8641平台上运行vxWorks操作系统MPC864x处理器集成了一个或者两个e600核，基于Power Architecture™，其中MPC8640/MPC8641处理器集成了一个e600核，而MPC8640D/MPC8641D集成了两个e600核，8641相比较于8640的主要差别是CPU的主频前者能到1.5GHz，后者可到1.25GHz，典型功耗两者差别近10W。
e600核是G4核的升级版，具有32位和64位的浮点运算功能，适合大数据量运算的场合，工程中实测，同样主频下（1GHz），1个e600核的浮点运算能力是一个TMS320C6678核的1.3倍。
虚拟存储空间可达到4 Pbytes (petabytes) ，物理存储空间可达到 64 Gbytes (gigabytes) ，另外它提供双核独立可见的低地址模式0x0_0000_0000，使得两个核可以独立跑不同的操作系统，即AMP 模式。
MPC864x具有两个64位DDR/DDR2 SDRAM 内存控制器, 每一个控制器可以管理16Gbytes 的内存空间，两者独立可配置，实际应用中为降低单板功耗，可以只是用一个DDR控制器。
高速接口包括1x/4x SerialRapidIO和 1x/2x/4x/8x PCI Express，两者在接口上是复用的； 4 个可配置的10 Mbps,100 Mbps, and 1 Gbps以太网。
现以Wind River SBC8641D开发平台介绍如何跑起vxWorks操作系统，过程主要分三步:1）JTAG固化引导代码2）编译生成bootrom3）生成可执行文件vxWroksA）硬件资源：布局如下图所示：SBC8641D评估板主要资源：->Freescale MPC8641D processor->2 banks of 256MB of DDR2 SDRAM running at DDR400 speed (each bank on differentDDRMC).->128MB of Local Bus SDRAM using a 100-pin DIMM.->16MB of on-board Flash memory (Dual boot ROM).-> 64MB One Nand, Flash File System.->8KB EEPROM.->Four Gigabit Ethernet (GbE) ports via front-panel RJ45 connectors.->Two RS-232 serial communication ports via mini-DB9 connectors.->(2) x8 PCIe connectors资源框图如下图所示在电路板上电前，确认如下配置：B）软件部分：一）JTAG固化引导代码支持e600核的JTAG仿真器型号众多，我使用CodeWarrior USB TAP仿真器，编译器CW for Power Architecture(TM) V8.8。
第2 章 Tornado-VxWorks系统概述forStudent
目标板上的映像文件
Image类型 Image的结构 Image的执行 Image的在RAM和ROM中的存放 VxWorks开发环境的建立
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北京邮电大学 zhmzhao@
目标板上的映像文件
映像文件（Image）是在宿主机上编译，生成并下 载到目标机上运行的程序。 VxWorks Image的文件类型有三种
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Image在内存中的存放
可以存储系统启动代码 可以配置硬件在系统上电时跳转到某一指定的flash地址来执 行程序 在断电后能够保持数据的完整性
存取时间比DRAM慢但比ROM快 Flash内存单元有一个有限的擦除/编程次数(10000－ 100000)
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NVRAM
非易失性RAM
Application
宿主机
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目标机
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Tornado的核心工具（1）
图形化的交叉调试器CrossWind
源代码调试工具，支持任务级和系统级的调试，支持混合代 码和汇编代码显示，支持多目标机同时调试。
工程配置工具 Project Facility/ Configuration
嵌入式系统的外围设备
通常一般设备和CPU结构、总线和内存是独立的 通常外围设备包括
时钟 串口通信设备 网络接口 用户的ASICs（DSP等）
外围设备必须支持
读/写操作 需要遵守操作时间要求
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内容提要
Tornado/VxWorks简介 有关硬件的一些概念
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内容提要
OBT-BSP-VxWorks5.4 应用开发手册说明书
OBT-BSP-VxWorks5.4应用开发手册V 2.0珠海欧比特控制工程股份有限公司2010年10月17日欧比特严禁复制目 录1引言.......................................................................................................................................................1 1.1编写目的.......................................................................................................................................1 1.2定义...............................................................................................................................................1 2 用途......................................................................................................................................................1 3 软件安装..............................................................................................................................................2 4 创建ROM映像........................................................................................................................................3 4.1 新建工程......................................................................................................................................3 4.2 选择BSP ........................................................................................................................................5 4.3 修改V X W ORKS 的宏..........................................................................................................................5 4.4 设置波特率. (6)4.5 添加应用程序..............................................................................................................................7 4.6 设置应用程序入口......................................................................................................................8 4.7 选择映像类型 (9)4.8 创建映像文件............................................................................................................................10 5 映像烧写及运行................................................................................................................................115.1 烧写最终映像方法.....................................................................................................................11 5.2 启动VXWORKS.........................................................................................................................14 6 移植注意事项....................................................................................................................................146.1 不同系统时钟频率的修改........................................................................................................14 6.2 不同SRAM数据线宽度的修改....................................................................................................15 6.3 不同SRAM大小的修改................................................................................................................15 欧比特严禁复制1引言1.1编写目的这份手册向读者介绍如何使用OBT-BSP-VxWorks5.4，主要介绍在Tornado 集成开发环境中如何开发针对S698系列开发板的VxWorks 5.4应用软件,以及生成最终烧写程序的过程。
vxworks 使用案例
vxworks 使用案例VxWorks是一款实时操作系统（RTOS），广泛应用于嵌入式系统、工业控制、航空航天、军事等领域。
以下是一些VxWorks的典型使用案例：1. 嵌入式设备：VxWorks可用于各种嵌入式设备，如智能家居、无人驾驶汽车、工业机器人等。
在这些设备中，VxWorks可以提供实时性能、低功耗和紧凑的系统资源占用。
2. 航空航天：VxWorks在航空航天领域有着广泛应用，如飞行控制系统、卫星通信系统、航空电子设备等。
在这些系统中，VxWorks需要具备高可靠性、实时性和强大的内存管理能力。
3. 军事系统：VxWorks在军事领域也有广泛应用，如导弹控制系统、雷达系统、指挥控制系统等。
在这些系统中，VxWorks需要满足严格的性能、安全性和可靠性要求。
4. 工业控制：VxWorks可用于各种工业控制系统，如生产线自动化、智能仪表、传感器等。
在这些系统中，VxWorks可以提供实时性能、稳定性和易于扩展的特性。
5. 医疗设备：VxWorks在医疗设备中有广泛应用，如超声波设备、心电监测设备、手术机器人等。
在这些设备中，VxWorks需要具备高可靠性、实时性和良好的兼容性。
6. 通信设备：VxWorks可用于通信设备，如交换机、路由器、基站的控制系统等。
在这些设备中，VxWorks需要提供高性能、低功耗和稳定的系统运行。
7. 汽车电子：VxWorks在汽车电子领域也有广泛应用，如发动机控制系统、刹车控制系统、车载信息娱乐系统等。
在这些系统中，VxWorks 需要满足功能安全、实时性和低功耗的要求。
总之，VxWorks作为一款实时操作系统，在众多领域发挥着重要作用。
其高性能、实时性、可靠性和易用性使得它成为许多嵌入式系统和实时控制应用的首选操作系统。
VxWorks操作系统下软件测试的故障注入方法的制作方法
本技术涉及一种VxWorks操作系统下软件测试的故障注入方法，涉及嵌入式软件测试和VxWorks操作系统技术领域。
本技术通过在软件源代码中增加测试代码的方式，能够实现在特定的位置和特定的时刻对软件源代码中的全局变量、局部变量、寄存器、堆栈以及软件接口等的故障注入和测试，提高软件的测试覆盖率和可靠性。
该方法不需要修改原有的软件源代码，也不需要额外的监控器设备，只是在软件运行时，根据故障注入的时间和位置增加部分测试软件源代码，通过增加的这部分代码，可以实现软件运行过程中动态地改变代码中关键的全局变量、局部变量、寄存器、硬件地址和软件接口等信息内容，完成软件故障注入测试。
技术要求1.一种VxWorks操作系统下软件测试的故障注入方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立软件故障测试用例库；S2、通过telnet工具或Shell工具向目标系统注入故障。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1具体为：对嵌入式软件进行功能故障树分析，通过系统级和详细级失效模式及影响分析，最终从软件源代码中识别出特定关键的全局变量、局部变量、寄存器、硬件地址和软件接口这些信息；然后基于识别出的这些信息进行软件测试用例设计，形成软件故障测试用例库。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2中，在telnet工具、Shell工具或串口工具中键入一些特定的指令完成向目标系统的故障注入，这些指令是根据故障测试用例而自定义的不同函数，在每个函数内完成对全局变量的赋值，用这种方法实现故障的动态注入。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S2具体为：在目标系统软件源代码中增加消息队列B和任务T1，该任务用于接收消息队列B中的故障测试用例，并根据每个故障测试用例的功能和性能要求，增加对应的函数，每个函数的功能是向消息队列B发送对应的故障测试用例，故障测试用例是按照约定的网络通讯协议制定的指令报文。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述指令报文用于实现单点故障测试，或故障序列测试。
VxWorks操作系统RTP介绍和使用方法
VxWorks 操作系统RTP 介绍和使用方法从VxWorks 6.x开始引入RTP(VxWorks real time process projec模t) 式编程，这种模式的优点是应用程序相互独立，互不影响，而且增加了内核的稳定性，缺点是由于“内核态”与“用户态”的内存拷贝，其执行效率有所降低，随着CPU 速度越来越快，这点效率的牺牲已经越来越不重要。
相比较于传统的DKM （downloadable kernel module project ），RTP适合多个团队独立运作，然后汇总联试，这种模式除了全局函数不能再shell 里直接调用外，其对应用程序几乎不做任何约束，原有的DKM 工程代码稍作修改即可正常运行。
内核变化较大，需要添加较多的组件，内存需要较好的划分，为保持应用程序直接调用函数调试的习惯，需要封装接口供用户使用。
现简单的介绍RTP使用方法，并给出demo 代码供参考。
1. 新建并编译工程：(1) File->new-> VxWorks real time process projec如t, 图【1】图【1】(2) 一路next 后，选择如图【2】所示的编译器图【2】(3) 选择Finish 后，工程新建完毕。
(4) 导入源文件：这里的源文件名称是fooRtpApp.c ，一种较快捷的方式是选中新建的工程，按下F5，源文件会出现在工程中.(5) 右键选择编译，出现如图【3】，选择Continue 继续。
图【3】编译完成后，会生成vxe 格式的可执行文件，此处为usrAppA.vxe 。
2. 下载可执行性文件待板子启动后，使用ftp 将vxe 文件下载到板子中。
步骤如下：（1）运行->cmd，打开对话窗口，如图【4】所示：图【4】依次执行如下命令：(a) ftp 192.168.0.2 (该ip 可在vxWorks启动后，输入命令ifconfig 查看)(b) bi(c) cd /tffs0(d) put filename （完整的文件路径）(e) by执行完上述命令后，即可把可执行程序下载到目标板上，如下图【5】：图【5】在串口终端中，输入ifconfig 命令查看ip 地址；依次输入如下命令查看刚下载到目标板的文件：(a) cd “/tffs0 ”(b) ls上述操作结果如下图【6】所示：图【6】3. 运行可执行文件下载完成后，可以断电重启或者在调试串口中输入命令ctrl+x 软重启电路板，待系统启动后应用程序自动运行。
VxWorks操作系统下点对点通信的实现
ｏ Ｗ ｏ ｋ ｅ ａ ｎ ｙ ｔｍ ｎ Ｖｘ ｒ ｓＯｐ ｒ ｔ ｇ Ｓ ｓｅ ｉ
Ｙ Ｎ ｅ， ｍ ａ 一 Ａ ＧＷ ｉ Ｑ Ｋ ｉ
（ ｕｏ ａｏ ｎｉｅｒｇＳｈｏ， ｎ ｅｓｙｏ ｌｃ ｏｉ Ｓｉｎｅ Ａ ｔ ｔｎＥ ｇｎｅ ｎ ｃｏｌＵ ｉ ｒｔ ｆ ｅｔ ｎｃ ｃ ｃ ｍｉ ｉ ｖ ｉ Ｅ ｒ ｅ ａｄＴｃｎｌ ｙ ｆ ｈｎ ，ｈｎｄ １０ ６ Ｃ ｉ ） ｎ ｅｈｏ ｇ ｉ Ｃ ｅｇｕ ０ ３ ，ｈ ａ ｏ ｏＣ ａ ６ ｎ
段。
数 ｒ ｄ ） 串口写函数 ｗｉ （ 以及 ＩＯ口的控制操 ｅ （、 ａ ｒｅ ） ｔ ／ 作 函数 ｉ ｔ ） 完成串１操作。模块与处理器之间 ｏｌ ， ｃ（ ２ １
ｏ ｅ（ ． ｐｎ ）打开串兀近回盘件符
在链路建立 阶段 ，Ｐ Ｐ Ｐ链路 的一端必须首先 发 送 ＬＰ Ｃ 报文（ 如果 用户 默认为被动端 ，Ｃ Ｌ Ｐ包 首先 由服务器发 出） 配置数据链路信息 ， ： ， 如 接收、 发送 缓冲区大小 ， 指定认证协议 ， 是否启用头压缩等。链 路两端完成配置后 即进入链路认证 阶段。
Ｌ
嵌 人式 处 理器 （ Ｒ ４ １） ＾ ５０
ｌ ） 州 ｒｉ ｆ ｅｄ １ Ｌ Ｒ ． ３ 谩 ． － Ｓ ２２
究， 结合 Ｖ Ｗｏ ｓ 入式 操作 系统 的特点 ， ｘ ｒ 嵌 ｋ入式操作系统开发的、 具有无线
开发了基于 Ｐ Ｐ Ｐ 协议的 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ模块 。该模块能够实
现链路实时检测、 断网 自动 连接 ， 具有很 高 的稳定
性。
数据通信业务的 Ｇ Ｒ Ｐ Ｓ模块 ， 只封装 了 Ａ Ｔ命令集 ， 通过拨号方式实现 点对点网络通信 。近年来 ， ｘ Ｖ－ ｗｏ ８ ｒ 嵌入式操作系统凭借其可移植性强等优点越 ｋ
基于VXWORKS的RS485_MVB网关的设计与实现
—１６—收稿日期：２００９－０２－０４机 车 电 传 动ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES№４， ２００９Ｊｕｌｙ １０， ２００９ ２００９年第４期 ２００９年７月１０日研究开发基于ＶＸＷＯＲＫＳ的ＲＳ４８５－ＭＶＢ网关的设计与实现肖家博１，２，杨卫峰２，黎福海１（１． 湖南大学电气与信息工程学院，湖南 长沙 ４１００８３；２． 株洲南车时代电气股份有限公司技术中心，湖南株洲４１２００１）作者简介：肖家博（１９８０－），男，工程师，硕士研究生，主要从事列车控制系统基础平台研究与开发、嵌入式系统研究与应用。
摘要：针对目前列车网络控制系统的需要，设计了列车网络控制系统中ＭＶＢ与ＲＳ４８５通信互连的网关。
重点介绍了基于ＶＸＷＯＲＫＳ操作系统、ＣＯＬＤＦＩＲＥ处理器平台实现ＲＳ４８５－ ＭＶＢ网关的软、硬件设计方案与技术。
该网关系统充分利用了ＣＯＬＤＦＩＲＥ处理器的片上资源及其优势，能很好地满足ＲＳ４８５－ＭＶＢ网关系统的要求，具有较高的可靠性和较强的实用性。
关键词：ＶＸＷＯＲＫＳ操作系统；ＣＯＬＤＦＩＲＥ处理器；ＲＳ４８５－ＭＶＢ网关；ＭＶＢ；ＲＳ４８５中图分类号：ＴＮ９１５．０５；Ｕ２６６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－１２８Ｘ（２００９）０４－００１６－０３Design and Implementation of RS485-MVB Gateway Based on VXWORKSＸＩＡＯ Ｊｉａｏ－ｂｏ１，２， ＹＡＮＧ Ｗｅｉ－ｆｅｎｇ２， ＬＩ Ｆｕ－ｈａｉ１(1. College of Electrical and Information Engineering, Hunan University, Changsha, Hunan 410083, China;2. Technology Center, Zhuzhou CSR Times Electric Co., Ltd., Zhuzhou, Hunan 412001, China)Abstract:According to the current needs of train network control system, this paper designs gateway communicated between MVB and RS485. The paper puts emphasis on the scheme and technology of software and hardware of RS485-MVB gateway, which is based on VXWORKS operating system and COLDFIRE processor platform. The gateway system makes full use of the resources and advantages of the COLDFIRE processor-chip to meet the needs of the RS485-MVB gateway system and has the advantages of high reliability and applicability.Key words:VXWORKS operating system; COLDFIRE processor; RS485-MVB gateway; MVB; RS485０引言当前国际上主要的机车供应商为用户提供的列车控制系统都采用了符合ＩＥＣ６１３７５标准的ＴＣＮ网络，如西门子公司的ＳＩＢＡＳ３２、ＢＯＭＢＡＲＤＩＥＲ公司的ＭＩＴＲＡＣ等。
vxworks使用过程中的100个疑问与解答
vxworks使用过程中的100个疑问与解答1. VxWorks是什么？VxWorks是一种实时操作系统（RTOS）,由美国Wind River公司开发，适用于嵌入式系统。
2. VxWorks有哪些特点？VxWorks具有高度可靠性、实时性、可移植性和可扩展性等特点。
3.如何安装VxWorks？安装VxWorks需要下载安装包，然后按照安装指南进行安装。
4.如何创建VxWorks任务？可以使用taskSpawn函数来创建任务，指定任务的入口函数、优先级等参数。
5. VxWorks如何进行任务间通信？任务间可以使用消息队列、信号量、共享内存等机制进行通信。
6.如何调试VxWorks程序？可以使用Wind River公司的调试工具Wind River Workbench进行调试。
7. VxWorks支持哪些开发语言？VxWorks主要支持C和C++开发，也可以使用汇编语言和Java等。
8.如何加载和运行VxWorks程序？VxWorks程序可以通过TFTP、FTP等网络协议加载到目标设备上，然后使用命令运行。
9. VxWorks是否支持多任务？是的，VxWorks支持多个任务的同时运行，并通过任务调度器进行任务切换。
10.如何实现任务间的同步？可以使用信号量、事件标志等机制实现任务间的同步。
11. VxWorks中如何实现中断处理？VxWorks提供了中断服务例程（ISR）和处理器驱动程序（DPC）来处理中断。
12.如何列出VxWorks系统中的任务？可使用taskShow命令列出系统中所有任务的详细信息。
13.如何获取任务的优先级？可以使用taskPriorityGet命令获取任务的优先级。
14.如何设置任务的优先级？可以使用taskPrioritySet命令设置任务的优先级。
15.如何控制任务的时间片轮转？可以使用taskDelay命令来控制任务的时间片轮转。
16.如何查看VxWorks系统的中断信息？可以使用intShow命令来查看系统中的中断信息。
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基于vxWorks的低成本多串口解决方案
使用多片16L788挂接到CPU的本地总线上，以中断方式进行数据收发，
具有如下特点：
1）每一路串口可使能或禁止流控功能，默认关闭
2）独立可配置的波特率，范围从110-230400甚至更高(1)
3）CPU可支持PowerPC或者ARM处理器
4）高可靠低成本，可任意扩展为n*8个串口
系统框图：
8 Serials
8 Serials
8 Serials
8 Serials
图1
图1所示为一32串口解决方案，CPU支持powerPC系列，比如MPC864x,P101x,P20xx等平台，ARM系列支持ARM9/ARM11（S3C2440，DM6446）,Cortex-A8（AM335X,DM3730）,具体扩展串口数量取决于CPU的处理能力和串口数据的吞吐量，现以DM3730平台为例，介绍开发过程和需要注意的问题。
硬件：资源一览表：
1）Cortex-A8 @1GHz
2）512MB NAND Flash，512MB RAM
3）TPS65930 power manager
4）One 10M/100M Ethernet
5）Two serials
6）MMC support
7）LCD with 800*480 pixel
软件：
DM3730支持vxWorks5.5.1和vxWorks6.7两个版本，特点是vxWorks5.5.1支持1秒内启动。
现以vxWorks6.7版本介绍开发过程。
1）配置中断引脚为输入模式，上拉使能，下降沿触发
2）由于中断使用的是非VXB模式，所以在结构体struct intrCtlrInputs中需要以关键字"legacy"声明，并且指定相应中断号
3）配置设备，共有4片16L788，占用了LBC的CS3,CS4,CS5,CS6，并且16L788的时钟由定时器TIMER8提供，节省了外置晶振，节约成本。
4）函数xr16l788_driver_install按照上述结构体的定义，完成时钟的配置，完成32个串口的初始化并绑定中断到vxWorks操作系统。
函数creat_sio_devices完成最终设备的创建。
5）系统启动后使用网络登录，输入命令devs，查看创建的设备，如下图所示
6）功能测试。
测试可分为内部回环测试和外部引脚短接测试两种，内部回环测试方法前调用test_16550_loop_enable，即可把32个串口均设置为内部回环。
外部引脚短接测试可以测试引脚连接是否可靠。
小结：在实际使用中，如何保证串口不丢数是设计本系统的硬性指标，CPU速度不是保证数据完整性的关键点，驱动的健壮与否和大数据下流控的使用能保证数据的完整性。