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--  作者:wangxinxin
--  發(fā)布時(shí)間:2010-11-17 10:34:16
--  基于VxWorks的嵌入式實(shí)時(shí)PLC設(shè)計(jì)

如圖可見 BSP 為上層軟件與底層硬件之間進(jìn)行交互的橋梁,為上層提供統(tǒng)一接口。BSP中包括的驅(qū)動(dòng)程序與具體的硬件相關(guān),在移植到不同的硬件系統(tǒng)的時(shí)候,要修改相關(guān)的驅(qū)動(dòng)。
4.2 VxWorks BSP 的特點(diǎn)在眾多的商用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中,VxWorks 是使用極為廣泛的一種操作系統(tǒng),它
實(shí)時(shí)性強(qiáng),占用空間小,提供豐富的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,有眾多的調(diào)試手段。VxWorks 的BSP 可以按功能分為兩大部分。
1)目標(biāo)系統(tǒng)的系統(tǒng)引導(dǎo)部分:主要是目標(biāo)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的硬件初始化,在目標(biāo)系統(tǒng)上電后開始執(zhí)行,主要是配置處理器的工作狀態(tài),初始化系統(tǒng)的內(nèi)存等,這部分的程序一般只在系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)執(zhí)行,為操作系統(tǒng)運(yùn)行提供硬件環(huán)境。
2)目標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序:主要是驅(qū)動(dòng)目標(biāo)系統(tǒng)配置的各種設(shè)備,包括字符型設(shè)備、塊存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等,這些設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完成對(duì)硬件的配置,操作系統(tǒng)通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來訪問硬件,從而完成讀取數(shù)據(jù)和外界的交互等。在實(shí)際應(yīng)用中,為了獲得更好的穩(wěn)定性和執(zhí)行效率,許多設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序會(huì)直接和應(yīng)用程序捆綁在一起,而不是由操作系統(tǒng)來管理。
4.3 BSP 的設(shè)計(jì)與修改
WRS 提供了大量預(yù)制的,支持許多商業(yè)主版或評(píng)估板的BSP,減少了開發(fā)時(shí)間。
宏觀來看,BSP 包括兩部分:
初始化部分:CPU 初始化;目標(biāo)板初始化;操作系統(tǒng)的初始化。
驅(qū)動(dòng)程序部分:一般要包括時(shí)鐘、中斷、串口驅(qū)動(dòng)。
具體來看,BSP 包括源文件、頭文件、派生文件。主要需要修改VxWorks 源碼中的以
下目錄中:
/target/config/all
幾個(gè)重要文件的功用如下:
1)bootConfig.c:引導(dǎo)ROM 映像的主要初始化和控制文件。
2)bootInit.c:引導(dǎo)ROM 映像的第二階段的初始化代碼。實(shí)現(xiàn)romStart 函數(shù)--romInit.s
中的romInit()函數(shù)執(zhí)行完后跳轉(zhuǎn)到romStart(),執(zhí)行解壓縮,代碼/數(shù)據(jù)段從rom 拷到ram。
3)usrConfig.c:VxWorks 映像的主要初始化代碼。
/target/config/comps/vxworks:實(shí)時(shí)內(nèi)核基本模塊描述(cdf)文件。
/target/config/comps/src:實(shí)時(shí)內(nèi)核模塊配置文件。供usrconfig.c 使用。
/target/config/bspname 該目錄下的文件就是要編寫的BSP 文件。
由于 BSP 系統(tǒng)開發(fā)的硬件相關(guān)性和處理器系列的多樣性,不可能有一種通用的程序或方法來解決每一種處理器的BSP 問題,所以必須具體問題具體分析,不斷實(shí)踐,才能使程序運(yùn)行達(dá)到比較高的效率。
5、其它
另外,VxWorks 的多任務(wù)任務(wù)調(diào)度策略的實(shí)施也是實(shí)現(xiàn)嵌入式PLC 的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),確保高優(yōu)先級(jí)任務(wù)在確定的時(shí)間內(nèi)能被執(zhí)行,并對(duì)外部的異步事件作出及時(shí)響應(yīng)。多任務(wù)環(huán)境允許一個(gè)實(shí)時(shí)應(yīng)用作為一系列獨(dú)立任務(wù)來運(yùn)行,各任務(wù)有各自的線程和系統(tǒng)資源。VxWorks系統(tǒng)提供了多處理器間和任務(wù)間高效的信號(hào)燈、消息隊(duì)列、管道、網(wǎng)絡(luò)透明的套接字。并具有實(shí)時(shí)系統(tǒng)的另一關(guān)鍵特性是硬件中斷處理。為了獲得快速可靠的中斷響應(yīng),VxWorks 系統(tǒng)的中斷服務(wù)程序(ISR)有自己的上下文。鑒于篇幅關(guān)系,在本文不做詳細(xì)討論。
6、總結(jié)與展望
嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)成為歷史發(fā)展的必然,其極佳的可擴(kuò)展性,對(duì)多種硬件的支持,同時(shí)能夠提高PLC 的運(yùn)行速度和可靠性,并且支持多任務(wù)的控制策略,對(duì)PLC 的性能有了很大的提高。通過現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)試,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)I/O 設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,達(dá)到了預(yù)期的實(shí)時(shí)性要求,實(shí)現(xiàn)了通過現(xiàn)場(chǎng)總線或TCP/IP 通信協(xié)議與硬件層(I/O)高速的響應(yīng)目標(biāo)。新型的基于VxWorks 的嵌入式實(shí)時(shí)PLC 具有很高的性能價(jià)格比,具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),有助于我國(guó)PLC 企業(yè)發(fā)展本國(guó)市場(chǎng),發(fā)展自主產(chǎn)業(yè)的PLC。


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