EEPW论坛

l 外部中断请求排队电路是激活的。

l 中断控制器的中断选择寄存器的内容。

l 当一个中断对应多个中断服务程序时，要通过软件来决定中断服务程序。

在中断服务程序结束后，CPU要重设中断状态，主要包括重设CPU内部的状态寄存器位和中断控制器的中断屏蔽位。

与中断有关的一些概念和问题：

中断优先级，中断时延，中断向量和中断服务程序的连接。以及为了支持中断，硬件应该具备的一些电路特性。

17 在VXWORKS中中断的处理

VXWORKS利用一个中断向量表，在内核启动后，中断服务程序（ISR）必须连接到中断向量。中断向量表中保存的是中断服务程序的地址。

VXWORKS是中断“可知”的，也就是说，在中断期间，VXWORKS会阻止会引起阻塞的进程运行。

在WIND内核启动前中断必须关闭，等中断向量连接好了后再打开中断。

硬件设备的特点和中断库结合在一起完成了中断所具备的功能。

VXWORKS中断处理程序的代码比较小，提供的功能却很多。保护现场，调用中断服务程序，等中断服务程序结束后恢复现场。

非屏蔽中断优先级比较高，用于系统关机和硬件出错。在非屏蔽中断中不要调用内核，这样会破坏内核的完整性。

18 在VXWORKS中断中BSP做的工作

l 在提供启动的时候关闭中断。

l 连接中断服务程序（ISR）和中断向量表。

l 将中断优先级和中断向量绑定到设备。

l 提供硬件中断状态寄存器和控制寄存器的值。

l ISR出错的时候，提供了一个函数向BOOT传递一个结构。

编写BSP程序的时候，应该使驱动程序灵活一点，以便于移植到别的硬件环境底下。

19 有关于系统总线BSP开发者需要知道的一些东西：

l 总线的数据传输率和数据格式

l DMA传输时总线要求

l 中断处理

在硬件环境下的多总线，总线之间通过桥接芯片连接。提供了接口之间的互操作性。

总线的初始化：

l 为 加载VXWORKS而进行的最小初始化

l 为运行应用程序而进行的完成初始化

系统总线和桥接器都有驱动，一般的驱动应该减小对总线特性的依赖。BSP在这方面做的工作是：

l 为总线提供驱动

l 为桥接器提供驱动

l 为总线驻留设备提供一般的驱动

BSP为总线提供的初始化：

l BOOT陷入代码识别本地总线速度，初始化CPU本地总线，为必要的桥接器提供初始化。

l BOOT/VXWORKS提供完整的初始化，尤其是外部总线的初始化。

20 有关于存储器

存储器的类型有：

l ROM

l RAM

l NVM和FLASH

嵌入式系统一般用到上面的几种或者全部都用到。存储器的访问通过地址来进行。存储器的控制器为访问内存提供了一些功能：

l 地址解析逻辑，也就是解码电路

l 时间控制

l 存贮器总线接口支持

l 对存储器映射设备的控制

硬件环境可能有多个映射。

存储器访问包括存储器硬件的初始化和为软件访问提供的支持。

初始化硬件包括：

l 使能存储器的控制器

l 使能存储器芯片

l 使能桥接器

l 对存储器完整性的检查

为软件访问提供的支持包括：

l 初始化动态内存管理

l 维护系统和应用程序内存池的完整性

内存访问包括硬件支持和软件支持：

硬件支持包括：

l 在系统上电的时候将ROM中的代码加载到RAM中去运行。

l 内核启动前的初始化代码初始另外的内存硬件。

软件支持包括：

l 管理虚拟内存映射

l 内核启动后，初始化分区库

l 使能和初始化MMU

内存分区管理是通过自由链表来实现。

21 关于RAM的一些概念

RAM有DRAM和SRAM分。DRAM需要刷新电路，一般用于内存。SRAM用于CACHE。由此RAM的配置也分为主存RAM的配置和CACHE的RAM配置。

主存RAM配置：上电的时候都初始化为0，防止奇偶校验错。由ROM代码初始化和使能。

CACHE的RAM配置：上电时关闭，由VXWORKS内核初始化之前的初始化代码来打开。提供CACHE管理库。有些处理器上电的时候，指令CACHE是打开的。目的在于加快VXWORKS的加载。

22 关于ROM的一些概念

ROM分为PROM,EPROM和EEPROM。非易失性，要用编程器来写，访问时间比RAM要长。可以存放系统启动代码和硬件配置代码这些需长久保存的信息。写的时候要从硬件电路板上把它卸下来。

23 关于FLASH的一些概念

和ROM类似，搽写电压比ROM要低，所以可以直接写，无需卸下来。可以通过网口和程序代码来写。FLASH芯片支持配置写保护。

24 关于NVM的概念

一般的需要电池，由CMOS RAM来实现。用来存储VXWORKS启动时候的参数。

25 嵌入式系统包含的一些设备

一般的设备和处理器结构，系统总线和内存硬件无关。典型的设备有定时器，串口控制器，网络接口，SCSI控制器和用户自己的ASIC组成。这些设备必须支持读写访问和有限的时间内的访问。某些设备可能支持DMA传输，不管怎样，每个DMA控制器也是一种类型的设备。硬件环境必须提供复位键和异常终止键。

26 定时器

硬件定时器用于系统时钟，辅助时钟，时间戳和实时时钟（RTC）。定时器用于周期性中断，一次性中断和时间戳。在内核激活后定时器就被初始化了。

27 BSP开发周期

a． 得到一个参考BSP和模板代码。

b． 准备开发环境

c． 编写VXWORKS内核运行前的初始化代码

d． 提供TORNADO访问串口的驱动

e． 一旦系统内核激活后，就连接中断

f． 打开系统时钟

g． 增加需要的功能，完成BSP开发

h． 按照WRS的标准，测试BSP和编写文档

以上只是一般步骤，具体的与开发环境和所需要的BSP功能有关。

28 内核运行前的初始化顺序（Pre-Kernel Initialization）

系统上电后，BOOT陷入代码执行的动作有：

处理器跳转到ROM或者是FLASH中的romInit()函数去执行，romInit（）又会重新设置CPU，初始化内存和别的硬件系统，之后romInit跳转到romStart（）去执行，将boot或者vxworks镜像加载到内存中去。处理器跳转到vxworks镜像中的内核启动前的初始化代码处去运行。也就是usrInit（）。对于ROM驻留型的镜像，romStart只是将数据段加载到内存。romInit和romStart合起来构成了BOOT陷入代码。在usrInit中，BSS段都被初始化为0。

VXWORKS可加载型镜像：

在VXWORKS镜像加载到内存中去后，处理器就跳转到那里去执行，在那个地址处有一个函数sysInit()，它负责重置CPU和另外的必须的硬件初始化。然后sysInit就跳转到usrInit去执行，usrInit负责内核启动前的初始化。这两个函数都是静态连接到可加载型镜像的。sysInit和romInit差不多，差别在于romInit会初始化内存，而sysInit不初始化内存。

关于usrInit函数：

它是静态连接到所有类型的VXWORKS镜像的，在这个函数中调用激活内核的函数。它做的工作就是将硬件置于一个静止状态，关闭所有中断，准备内核的运行，romInit和sysInit进行最小的初始化，以便于usrInit的运行，它接着初始化剩下来的所有硬件。将硬件置于一个静止状态的函数是sysHwinit，激活WIND内核的函数是kernelInit，它激活多任务环境，并且产生一个任务，这个任务会安装驱动和创建设备。初始化VXWORKS库。调用启动代码。流程图：

可加载型镜像启动顺序图：

每个函数在哪个地方执行？

romInit始终在ROM/FLASH中执行，执行完后会跳转到romStart中去执行，它也是在ROM/FLASH中执行的。对于ROM驻留型的镜像，romStart将数据段加载到内存中后，继续在ROM中执行，对于非ROM驻留型的镜像，它将启动代码加载到内存中，然后跳转到内存中去运行。对于ROM驻留型镜像，usrInit是在ROM中运行，别的都是在RAM中运行的。sysInit不管是哪种镜像，都是在RAM以外运行的。

29 与BSP相关的一些文件

BSP文件是放在../config/BSPname文件夹底下的，还有一些与BSP有关的文件放在../config/all和../h/make底下。在BSP开发中可以参考的一些别的驱动文件放在../src/drv和../h/drv目录中。BSP开发主要集中于../config/BSPname文件夹底下的文件。所有镜像类型的编译是由../config/BSPname文件夹底下的makefile控制的。

构成BSP的一些文件的存放位置：

30 WIND内核启动前具体的初始化代码

对于所有要烧到ROM中的镜像来说，它有romInit和romStart两个子程序。对于所有可加载型镜像来说，它有sysInit子程序。

1 romInit子程序分析

加电时运行，所有镜像的入口点。在romStart运行之前，进行最小的初始化。它必须完成初始化有：

l 屏蔽CPU中断和重设CPU

l 初始化内存系统

l 初始化堆栈指针和别的寄存器，为romStart的运行做准备

romInit是用汇编写的，在romInit.s文件中。与内存有关系的初始化包括：

l 等待状态

l 刷新速度

l 片选

l 如果需要，关闭二级缓存

两种启动类型：

冷启动：开机重新启动，按硬件按钮

热启动：调用reboot函数，或者有中断异常。

堆栈指针初始化：

STACK_ADRS堆栈开始的宏定义，对于ROM驻留型镜像，数据段开始处就是堆栈开始的地方，是向下增长的。非ROM驻留型镜像，文本段开始处就是堆栈开始的地方，也是向下增长的。

romInit的代码应该是与位置无关的，

2 romStart子程序分析

由romInit跳转而来，它会传递一个启动类型参数给romStart，romStart会执行必要的代码重定位，解压和RAM初始化。之后它会调用usrInit函数。

代码重定位：

ROM驻留型的镜像就拷贝数据段，别的拷贝数据段和文本段。

最后ROM中的代码在RAM中的位置，下面是几个宏定义，

Uncompressed VxWorks boot - RAM_HIGH_ADRS

Compressed VxWorks boot - RAM_HIGH_ADRS

Uncompressed VxWorks - RAM_LOW_ADRS

Compressed VxWorks - RAM_LOW_ADRS

ROM-resident VxWorks boot - RAM_HIGH_ADRS

ROM-resident VxWorks - RAM_LOW_ADRS

3 sysInit子程序分析

sysInit是可加载型镜像的入口点，在镜像加载到RAM中去后，处理器就跳到sysInit去执行，sysInit的起始地址在RAM_LOW_ADRS处，执行完最小的初始化后，解下来就执行usrInit子程序。sysInit和romInit执行的功能差不多，除了内存的初始化。sysInit是用汇编写的，在sysSLib.s文件中。sysInit子程序要完成的功能包括：

l 屏蔽处理器中断和重新设置处理器状态

l 初始化堆栈指针和另外的寄存器，准备执行usrInit子程序。传递一个启动类型参数。

硬件的初始化是在sysHwInit中完成的。

一旦romInit代码编写完成，只有在创建sysInit的时候它才可能要做必要的修改。

l 移除内存初始化的代码

l 完成之后跳到usrInit而不是romStart

l 连接到所有的VXWORKS镜像，但是只有可加载型镜像才执行

31 Pre-Kernel Initialization

Pre-Kernel Initialization必须要做好让内核运行的环境。 在内核启动前，系统内存池还没有初始化，因此没有下面几个功能：

l 没有多任务环境

l 没有中断处理

l 没有和硬件之间的输入输出访问

l 没有和网络接口之间的访问

内核启动后的初始化需要系统内存池和多任务环境。

内核启动前和启动后的一般的初始化代码是在文件usrConfig.c中的。

usrInit代码负责内核启动前的初始化，它是静态连接到所有的内核镜像的，调用激活内核的代码。主要是将硬件置于一个静止状态。以便于下面内核的激活，关闭所有硬件的中断。

romInit/sysInit进行最小的初始化为下面的usrInit做准备，usrInit进行最小的初始化为下面内核的运行做准备。

kernelInit激活多任务环境，并且产生一个任务tUsrRoot，tUsrRoot会做下面的工作：

l 安装驱动，创建设备

l 安装中断处理函数，激活中断

l 初始化VXWORKS库

l 调用应用程序启动代码

32 sysHwInit的职责

在VXWORKS内核启动前将硬件置于一个静止状态

l 初始化硬件环境

l 关闭硬件中断

l 初始化设备的控制寄存器和状态寄存器

所有硬件的中断都必须关闭

l sysHwInit是在所有硬件中断关闭的情况下执行的

l 在kernelInit激活内核的时候中断才打开

l 中断服务程序（ISR）是在内核启动后才安装的

sysHwInit的代码是在文件sysLib.c中的，不能够被用户的代码直接访问到。每一个硬件设备中断的打开，是作为那个设备驱动程序的一部分，在内核启动后，初始化硬件设备的驱动时打开的。

33 环境，设备和中断

环境和设备的初始化主要的目的是为了支持关闭中断。在设备被访问之前，系统环境必须部分的被初始化，主要是初始化内存控制器和配置总线。系统环境可能包含一个中断控制器。在中断被关闭之前，设备必须部分的被初始化，包括：

l 设备必须被配置成允许被中断控制器访问

l 中断控制器也必须被初始化

为了访问设备，必须：

l CPU能访问系统总线

l 设备的访问通过系统总线

设备初始化

在硬件设备可以被访问之后，sysHwInit可以开始初始化工作了，在sysHwInit里的初始化一般被配置成关中断。此时中断 处理程序还没有，设备知道内核激活后才可用。

在BSP控制下的设备：

一般的设备驱动代码，控制硬件用的，而不是控制CPU用的，可以在多个BSP环境下使用。

带有中断控制器的BSP：

中断控制器是在sysHwInit中初始化的，与中断控制器连接的一些设备，他们的中断开始是被屏蔽了的。除了串口控制器，别的有驱动的设备，是在内核激活后，将中断和控制寄存器初始化的。

不带中断控制器的BSP：

没有中断控制器，则中断请求直接和CPU相连。设备中断控制器的寄存器直接通过局部总线访问。通过外部 存储控制器仲裁。

在sysHwInit中中断必须一个一个的屏蔽。

34 串口控制器的初始化

串口控制器是在内核激活前就被初始化的，用于系统级的调试。初始化子程序是sysSerialHwInit，被sysHwInit调用，在sysSerial.c文件中。

子程序sysSerialHwInit做的工作：

l 初始化串口控制器的控制结构

l 调用驱动初始化代码来关闭中断

[/replyview]