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Nucleus Plus是美国源代码操作系统商ATI公司推出的新一代嵌入式操作系统 ，属于 抢先式实时多任务操作系统内核， 95%的代码使用ANSI C编写，非常便于移植于各 种处 理器家族。从实现的角度讲，不同于传统嵌入式开发，Nucleus Plus是以函数库的 形式 链接到目标应用程序中，形成可执行目标代码，下载到目标板上或烧到 ROM/FLASH ROM 中去执行。Nucleus Plus内核在典型的CISC体系结构上占据大约20k空间，而在典 型的R ISC体系结构上占据空间为40k左右，其内核数据结构占据1.5k字节的空间。 Nucleus Pl us以其实时响应、抢先、多任务以及源代码开放特性获得在通讯、国防、工业控制 、航 空/航天、铁路、网络、POS、自动化控制、智能家电等领域的广泛应用。 Nucleus Plus内核技术 ATI公司使用一种叫做软件组件的方法。所谓软件组件，就是具有明确目的或 用途的 由1个或数个C语言/汇编源文件的一段非独立执行应用程序，且每个组件都提供一 个定义 好的外部接口，必须通过外部接口来使用组件。访问组件内的全局数据结构是被禁 止的 。使用了组件方法， 软件组件既易于更新也易于重用。Nucleus Plus软件组件通 常由定 义数据类型、常量以及外部接口的INCLUDE 头文件和一个或多个C语言/汇编源文件 组成 。Nucleus Plus 提供如下组件：任务控制管理、内存管理、定时器管理、中断、 系统诊 断、I/O驱动管理等共16个组件如下， Nucleus Plus Kernel： Common Service Component（CS） Initialization Component（IN） Tread Control Component（TC） Timer Component（TI） Mailbox Component（MB） Pipe Component（PI） Semaphore Component（SM） Event Flag Component（EV） Partition Component（PM） Queue Component（QM） Dynamic Memory Component（DM） I/O Component（I/O） History Component（HI） Error Component（ER） License Component （LI） Release Component（RL） Nucleus Plus 除了其功能强大的内核外，还提供了面向INTERNET、TCP/IP、 WEB浏 览器、图形以及文件系统的软件包，参阅图1。 Nucleus Plus 开发 1.Nucleus Plus 定制 Nucleus Plus 也能根据目标板的需要进行裁剪和定制，生成适合目标系统的 操作系 统，尽量少占系统内存。OS定制完成后，将其链接到目标应用程序，成为目标应用 程序 的一部分。在典型的CISC体系结构的目标板上，它占用约20K 左右的空间，而在 RISC体 系结构的目标板上占用约40K左右的空间。一般地，Nucleus Plus 足以满足绝大多 数的 嵌入式应用。ATI公司提供了一个名为BUILD_LI．BAT或PLUS．BAT的批处理文件， 用户可 以删剪其中的模块，更改相关的选项或开关，执行该文件生成与目标相关的操作系 统， 也就是根据系统需要生成定制的操作系统。需要注意的是，该批处理文件的内容与 开发 工具有关。 2.开发方案 Nucleus Plus可以结合Paradigm、SDS以及ATI的多任务调试器组成功能强大的 集成 开发环境，配合相应的编译器（Borland c/c++ 编译器、Turbo c/c++ 编译器或者 Micr osoft c/c++编译器）和动态链接库以及各类底层驱动软件就可以满足嵌入式应用 的开发 。 3.开发流程 用Nucleus Plus 开发嵌入式应用程序，一般遵循如下步骤： * 如果有必要，应对低级系统初始化文件．INT进行修改，使之符合目标板的 需要。 如中断向量、I/O地址、时钟频率等。 * 定义Application _Initialize（）函数。该函数在启动系统之前先执行。 注意的 是要把NUCLEUS．H头文件包括在目标应用程序中，以便利用Nucleus Plus 的服务 。 * 定义应用程序的任务。如果调用Nucleus Plus 的服务，要把NUCLEUS．H包 含进去 。 * 编译/汇编所有的应用程序软件，并且包含系统低级初始化文件．INT。 * 链接．INT和所有的应用程序目标文件、Nucleus Plus库文件以及相关的开 发工具 库。 * 把生成的最终目标代码下载或烧到目标板上执行。 4.Nucleus Plus 初始化 Nucleus Plus 分三个层次的初始化，即：系统低级初始化Int-Initialize（ ）、系 统高级初始化Inc-Initialize（）和应用程序初始化Application_Initialize（） ，初 始化之后便进入Nucleus Plus 的任务调度循环。各个初始化函数任务见表1。 表1：Nucleus Plus 初始化表 Int_Initialize() Inc_Initialize() Application_Initialize() *设置必要的处理器/系统控制寄存器 *初始化中断向量表 *设置系统堆栈寄存器 *计算定时器HISR堆栈和优先级 *计算系统第国个可用内存 *将控制交给系统高级初始化例程 *初始化Nucleus Plus组件 *将控制交给应用程序初始化例程 任务调度 *执行用户定义的初始化，如创建内存池，创建任务、创建信号量、创建队列等 5.Nucleus MNT Nucleus MNT是为软件开发者设计的，在WIN95/NT下构筑Nucleus Plus嵌入式 应用的 原型（Prototyping）环境。它通过两个库来实现，即针对目标环境的库和针对 Win95/N T开发环境的库。开发时，应用程序代码可以不变，仅仅替换掉MNT库，使用交叉开 发工 具包重构目标环境下的可执行目标代码，请看图2。 6.开发注意事项 嵌入式开发在内存需求、任务管理等方面存在着特殊性，因此，开发中对以下 方面 要额外加以注意。 * 任务饥荒 任务优先级的分配要合理，否则会导致系统中的一些任务一直不断地在运行而 另一 些任务永远得不到运行，引起饥荒。 * 死锁 系统资源的分配要合理，否则会引起两个或多个任务为竞争某一系统资源而处 于无 限挂起现象。 * 内存 * 内存泄露 内存分配过程中要尽量避免碎片并且要注意及时回收。 * 内存节约 * 默认情况下，Nucleus Plus， 在高级初始化函数Inc_Initialize（）中。 调用其 它函数初始化它所提供的所有特征的数据结构中，有些特征用户目标应用程序可能 用不 到，为此，要去掉不必要的函数调用。 * 改变Nucleus．H中NU_MAX_LISRS的大小，它定义的是目标处理器的最大中断 向量 数。 * 改变TC_DEFS．H中TC_PRIORITIES的大小。它定义了任务的优先级数。 Nucleus P lus 能支持256个优先级。 * HISR栈共享。 * TCD．C中禁止查询表TCD_LOWEST_SET_BIT的RAM拷贝。 * 使用一个更小的INT选项。 结束语 由于Nucleus Plus 的模块化、可靠、重用、开放、易用以及安全等特性使得 它成为 嵌入式应用开发的理想平台，尤其是关系到国计民生的领域，如航空/航天、军队 、国防 等方面。 -- ※ 来源:·武汉白云黄鹤站 bbs.whnet.edu.cn·[FROM: 202.114.10.253]