基于MPC8250的嵌入式系统编程.doc

西安电子科技大学硕士学位论文基于MPC8250的嵌入式系统编程姓名：崔峰申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：贺玉成20080101 簄 舘 琣 譼 卸 噦辵轪 膎 学位 论 文 独创性 虼 葱滦 声明本 人 签名：本 人 完全了 解 西 安 电 子 科 技 大 学有 关 保 留 和 使 用学位 论 文 的规定 ， 即：研 究生 在 校攻读学位 期 间 论 文 工作 的知识产权单位 属 西 安 电 子 科 技 大 学。 学校有 权保留 送 交 论 文 的复印件 ， 允 许查 阅 和 借 阅 论 文 ； 学校可以公 布 论 文 的全 部或 部分内容 ， 可以允 许采用影印、缩 印或 其 它 复制 手段 保 存 论 文 。 同时 本 人 保 证， 毕 业 后结合 学位 论 文 研 究课题再 攥写的文 章 一 律 署 名 单位 为 西 安 电 子 科 技 大 学。 艿 穆畚脑 诮饷芎笞 袷卮斯娑本 学位 论 文 属 于保密 ， 在一 年解 密 后适用本 授 权书。本 人 签名：盔遂导 师签名： 是 一个支 持 多 用户 、 多 进 程 、 多 线 程 、 实 时 性 较好 的 功 能 强 大而 稳 定 的 操 作系 统 。在 这 个版 本 中 已 经可 以 运行議， 一种 用户 与 操 作系嘁肫 。 自 由 扩 散 鐇 ， 包 括源 代 码。 诤 擞 个主 要 的 模块 构 成 ： 网 络 功 能 模块 提 供了对 许 多 网 络 标 准 和网 络 硬 件 的 访 问 。 图 髕 内 核 模块间 关 系者 其他途 径 获 得 它 的 版 本 ， 而且 可 以 任 意使 用 ， 不用 考 虑 费 用 问题 。应 的 相 依托 的 操作 系统 。 这一区别 使 得 的 用 户 能 大 大 地 从 团 体贡 献 中 获中 期发展 起 来 的 微 机 和 巨型 机 的 多 任 务 系统 ， 虽然 有 时 接 口比 较 混 乱 ， 并 缺 少 相 多软 件 商 的 多种 实现 ， 的 开 发 、 发 展商 以开 放 系 统 的 方式 推动 其 标准化 ，但却 没有一 个 公司来控 制 这种设 计 。因此 ， 任何一 个 软 件 商 蚩 M卣 都 能在某种 实现 中实现 这些 标准。 蛍 粥 等操 作 系 统 是 具 有版 权 的 产 品，其 接 口和设 计 均 由某一 公司控 制 ， 而 且 只 有这 些 公司才 有权 实现 其 设 计 ， 它们 是在 封闭 的 环 境下 发 展的 。器 到 底 层 调 试 ， 并 充 分 考虑了 支持 各 种不 同 体系 结构的 平 台 。正是 由于 畑 的 开发 和 研 究 成 为 目前操作 系 统领 域 的 一个热 点 。 全 面 的 技术 支 持。对于 实 际开发 过程 来 说 ，完善的 文 档和 及 时 的 技术 支 持是 解决实 际问 题、 提 高开发 效 率 所 必 不 可 少 的 。由 于 衳的 开源 特 性和 各 方 面的优异表现 ，越 来 越 多 的 程 序员深 入其中 ，开发 过程 中 遇 到的 任 何 问 题，均 可 通 本文 安 排 ； 椋 甈 的 硬件 环 境和 软 件 开发 环 境 诙 问 降腜 设 备驱 动程 序开发 谖 逭 狿 的 硬件 环 境 和软 件 开 发环 境嵌入 式 软 件 开 发工 作环 境 的 具 体 搭 建 方 法 以 及 常 见 问 题的 解 决 方 法 橐籔 的 嵌入 式 开 发目 标 板的 结构框 图 如图 所示。和发送 从 局 域 网 来的 用 户信 息 。 通过 耡 蚏 设 计 产生重大 的 影 响， 在 某 种 程度上 ， 处 理 数据传输的 底层软 件 将都 是 基 于中 断 表 列 出了 甈 的 基 本 硬 件 配置 信息 。表 甈 硬 件 配置 信 息倍 频 容 量大小 荕 驹 贛 贤 瞥 龅腗 蕊 系 列 微 处理 第 二章 眨甈 的硬 件环 境 和软 件开 始 环 境 笨梢源 锏 趕 字 噶 蠲 棵 ，在 时 可 以达 第 二章 砌 矾的 硬 件 环 境 和 软 件 开 始 环 境咝 阅 艿 耐 糯砟？镃 内部结 构各 部分 功能如 下 ： 和 淮 泶 型 派 璞 福 槟 釪 ， 定时 器 等。尽 该 髂 剑锢 聿 憬 涌谖 或 订 方 式 。 涌谝 惶 峁 絃的 简 单 接口 。 实 时 时 钟 一 每 秒 钟 提 供一 个中 断。 时 钟 同 步一 根 据 外 部时 钟 振 荡 器产生 内 部时 钟 。 电 源 管理一 控制 正常 电 源 和低 电 源 模式 。熟 悉 6 訳赡 诤撕 蛈 的 移 植尤其 重 要 。 第 二，所使用的 嵌 入式 俊 臼荌 聒 内 核 ，它 不 是真正意义 上的 微 操第 三，若 干 开发 人 员可 以同 时使用 恹主 机 中 的 交 叉 编译器 而 不 必各自安 装 基 于 罜 的 嵌 入式系 统 编 程 籬 肿 ： 】 【 下 安装 过 程如 下 ： 狢 懿 趾 脏 第 二章 籔 的 硬 件环 境 和 软件开始 环 境 ，去 掉 和 两 项 服 务 。于 客户 的 本 地 硬 盘驱 动 器 上 一 样 。在 嵌 入式“肿 囊 浦 补 讨校琋 服 务 主 要 锄 ，【 】【 】 飈 衟 。然后到 乞 ，目 录 下 看是否可 以列出 本 章从项目 中遇 到 的目 标板死机 这 一问 题出发 ， 深 入 研 究 椋 甈 硬图 甈 的部 分 功 能 划 分 是 图 碐 涞耐 拧 颐抢 糜隖 嗔 腗 的 两根中中断 处 理 策 略 。 甿 的 中断 处 理 机制 箃 璐 岫 ， 珊 謦 ， ， 印 参 数的 具 体 含义如 下 ： 簪 与中 断 管 理 有 关 的 位 掩码选 项， 可 以 使 用的 值 包括 。 鷈 用于 在， 铀 中显 示 中断 的 拥 有 者 ； 迪 諭 薬 ， ， 譽 烈 机 制 印 是传 送 给 该 函数 的 值 。 构 造 眑使用 如下宏 ：，两者相等 ， 因 而 在 首 次 构 造 这 个 结构 体时 用 使用 如下函数 ：不 可 能 两次 加入该 队 列 。 要 取 消 某 个 挂 起的 工 作队 列 的 入口 项 可 以 调 用 函数 ： 对 工作 队 列 使 用结束后， 可 以调 用如 下函 数 释 放 资 源 ： 管 脚可 以配 置为中断 信 号； 同时 又有 单 独 甿 管 脚作 为外 部 中断 信 号。 琲 回 所指 向 的地 址。 我 们的 开发 中 就 曾 由 于 没有注册 中 断 服务 例 程而导 致死机。信 号 。 值得 注意的 是 ，并 不 是 给 发 送数 据 时 就 不 需要 中断 信 号 了 ，因为 必 须告诉 鼻 氨 嗦氲 髦 埔 丫 型 瓯 狭耍 琧 才能 传送 接下 来的 数 据 帧 。 这样就 可 能 存 在一 个问 题：在 实际 应 用中 ，需要 发 送数 据 的 中断 和接收 数 据 的 中断距离 非常 近 ，则后 一 个中 断 可 能 被 前 一 个屏 蔽 掉，而产 生丢 帧 。 因此 似乎 有必 要将两 个中 断 信 号 分别 表 达。” ”， 籈 鳸 門 痬 是在伽畃 癷 中 定义 的两个宏 ，用 来 指 向 墓螿 凸 螿 枰 W 獾 氖 牵赑 驱 动 的读 写用 眎 中 断 发 起 的。以瓜的迪 治 琺 描 述 的是甈 接 受和 发 送 数 据时 的状态。 在通 常 情 况 下 ，中 断 发 生 后 ，首 先 需要判 断 中 瓜中 断标 志 寄存器的值 ，判 定当 前运行状况 ，向 发 布 新命 令，大多数 情 况 下 或 者 底 半 部 根 据预 先 设 计 的即 釹 使用 策略进 行相 应的读 写 操作；球韏 ； ， 兄 卸戏窭痰 淖 岷 褪 迪 值姆 椒 致 哿 肆 街 植 煌 氖 迪 諭“顶 半部 ”和 “底 半部 ”设 计 的 策 略 。 最 后 给 出 了甈 所 使 用 的 中 断 信 号 的 中断 服 务 例 程 的 实现 。 在 实际应 用 中 ，我 们 使 用 这 个 瓿闪 舜覯到 的 数据 回 环测试 。 针 对 开 发 过 程 中 所 遇到 的 难题 ，本章 从 中 断 层 面给 与 了详细 的解析 。 下 一 章 将 从 操作 系统层 面对 这一 问题 进 行 更 深 一 层 的 剖析 。 用 唇 男 陆 蹋淮 唇 慕坛 莆 W咏 基于 的 嵌 入 式 系 统 编程股 进程 组号磇 啪龋 磇 龋 腩 效 用 户 ， 保存 的 用 户 组标 识 号磇 髓 賒 有 效 组 运 行 优先 数 。 任务 初 始时 时 信号 执行 属性 结构 进程 信号 屏 蔽 码 任务 执行 停 止 的 退 出码 。 由 返 回 给 父进程辤 印 磇 朗 磇 竕 印 蚰 印 堆 栈 段地 址 进 程 运行 状态 及其 转换关 系 问题 的 定 位 式工 璞盖 绦 虻 目 7褪 迪 帜 健 詈 蟛 隽 薖 设 备 驱 动的 特 点并给系 统 调用 接 口图 内 核 功 能 的 划 分 和 驱 动 的 位 置 任 何 网 络 操 作 都经 过 一个 网 络 接 口 完成 ， 即通过 一个 能 和 其 他主机 交换 数据的 设 备 。通常 ， 这 个 接 口 是一个 硬件 设 备 ， 但也有 可 能 是一个 纯软 件 的 设 备 ，比如 回环 接 口 。网 络 接 口 由 内 核 中 的 网 络 子系 统 驱 动， 负 责发 送和 接 收 数据包 ，但它 不 需 要 了 解每 项事 务 如 何 映 射 到 实 际传输 的 数据包 ， 许 多 网 络 连 接 ， 尤 其是 鍼 连 接 ， 使面 向流 的 ， 但网 络 设 备 却 围绕 数据包 的 传输 和 接 收 来 设 计 ，网 络 驱 动 不 需 要 知 道 各 个 连 接 的 信息 ， 只 需 要 处 理 数据包 即可 。将 网 络 接 口 映射 到 文 件 系 统 中 的 节 点比 较 困难。 】【 访问网 络 接 口 的 方 法是给 它 们分 配 唯一的 名 字 ， 比如 等 ， 但这 个 名 字 在文 件 系 统 中 不 存 在对 应的 节 点。内 核和 网 络 设 备 驱 动程序 间的 通信， 完全 不 同于内 核 和 字 符 以及块 驱 动之 间的 通 息 息 相关的 雔 础 ，从 面 向 对 象 的 编 程 的 角度 讲 ，如果 认 为 每个打 开 的 数 据结构 如下 ： ； 琧 ， 膃 ， ； ； 簊 “ 謚 叩 在 设备 驱 动模 块被 加 载 时执 行 初 始 化 ， 卸载 时执 行 清 除 。 驱 动中 涉 及 的 函 数第 一 个 伽的 字 段并 不 是 一 个操 作 ， 它 是 指 向 拥有该 结构 模 块的 指 餷 ； ；驱 动 程 序 不 需 要完 成 所 有的 “方 法 ”， 只 需 要完 成 用 户所 需 要的 一 部 分 就 可 以可 以 设 置为 。 峨 设 备驱 动 在 初 始化 时 都 必须申 请 一 个主 设 备号 和 一 个次设 备号 ， 主 设 备 百 姗 西 稹 縡 ， ； 吖 ； 用 叩返 回 的文 件 的标号 调用 设备驱 动 中 提 供 的“方法”。通 常 ， 驱 动 开发 者 应该 胚 广 謊 查 找并 初 始化设 备 移 除卸载设 备 瘆 ； 衝 猧 謉 ； 峭 馕 璞富 蹦 衄 的 简 称 ， 是 一 种 通用 范 中 ， 使用 甈 桥 来 实现 芟 呃 埂 靡 桓 鯬 甈 桥 ， 可 以在下 层设 备 ”， 而 被主 设 备 选 中 以进 行通信 的 设 备 称 为 “从设 备 ”或“目 标 设 备 ”。 外部设 备 在 标准 的 璞干嫌 腥 值刂 房 占 洌阂 隹占 洹 娲占 湟约芭 渲 每 占 洌琧 咖 山 埽图 设 备 的配 置 信 息空 间 不 同 的 设 备 可以 对 这 部 分寄 存 器进 行不 同 的 定义 。硬件产生中 断， 宣 告新的 数据 的 到 来 。另 一种异 步方法可以 在网 卡中 看 到 。网 卡期望的 内存 中 建有一 个 循 环缓 冲区 对 于一个简单 韵 处 理器 驱 动 获 得 的性 能优 势抵 消 掉 。块 ， 下 面 着 重介绍 对 本课题比较 重要 的初始 化设 备过 程和 打 开设 备模块 的设 计。 ； ；在 之 前的内 核版本中 ， 需要 手 工调 用 ； ； 阨 籪 ， ， 珏 “ 啦 ； ， ； 本章 小 结 砌 ：包 含 多 种 架 构 拇 耄 鏰 琾 目录 下 面 包 含 的 是 专门针 对除 了 上 面 这 了 目录 结 构 外， 还 有 緀 、 等 文件。大部分子 文件夹 中 图 提 供的 友 好的 内核 剪裁 界 面 编 译 内核【 课 鑓 痩 呱 业五 ， 基 于 的 板 子 的 配 置 嘣 猚 值 得 注 意 的 是在每 一 步编 译 的 过 程 中都需要指出 ， 在开 始 编 译 前 需要指表 瓸 産 第 七章结 束语序的 设 计 和 调 试在 内 的 所 有 运 算要求， 在 里