第十章 Vxworks嵌入式软件

1 VxWork2概述和Vxworks特点
  最优秀的特点：可靠性和实时性。占有率排名第一。
  应用领域：通信，军事，航空，航天。

  向后兼容，兼容5.X
  存储保护技术
  基于标准流程的编程模式
  可根据客户需求定制的应用程序接口（API）
  错误探测与报告机制
  可扩展的消息传递架构
  双模式Ipv6/Ipv4网络栈
  可支持非VxWorks应用
  提高了对开放式标准的支持
  支持处理器多
  对MMU、CACHE和大物理地址的抽象化
  6.7以后的版本支持多核，降低功率消耗和强化4G网络能力

2 VxWork映像（IMAGE）
  VxWork映像的三部分组成：BSS段，代码段，数据段。
  两大类：BootRom类型映像和VxWorks类型映像。
  BootRom类型映像：功能类似于PC机的BIOS，最小化、专用的VxWorks引导映像，实现最少的系统初始化。
  VxWork映像：系统的主映像，是系统最终要运行的映像。该映像在运行时至少有一部分(如：数据段和BSS段)需要在RAM中运行。在系统中其对应的编译规则文件是rules.vxWorks。
 
3 VxWorks型vs BootROM型映像
  对于没有自启动功能的VxWorks类型映像(如 VxWorks型)，映像运行前需一段程序将该映 像拷贝到RAM中运行。
  BootRom类型映像完成VxWorks系统下载， 完毕后BootRom的任务就结束了。
  二者在系统初始化的时候，所做的功能基本相同。
  VxWorks成品阶段是采用静态链接的。
　
4 内核wind kernel
  内核不处理外设,对外设不做假设,板级支持包BSP管理外设
  VxWorks：标准的单CPU版本。具有可裁减性：由一个体积很小的内核及一些可以根据需要进行定 制的系统模块组成，图形显示、文件系统以及一些设备驱动均可被裁减。

5 VxWorks实时性
  系统本身的开销很小，进程调度、进程间通信、中断处理等系统公用 程序精练而有效，造成的延迟很短。采用优先级抢占（Preemptive Priority Scheduling）和轮转调度（Round-Robin Scheduling）机制。

6 VxWorks的任务调度算法
  每个任务可以规定自己的信息，采用优先级抢占，相同优先级采用轮转调度机制。任务之间的通信也可以用信号量来构造，数据保护机制有信号量或互斥量。
 
7 VxWorks中断处理
  中断服务程序（ISR）运行在特定的空间，不同于一般的任务，中断服务程序没任务上下文。所有的中断服务程序使用同一中断专用堆栈。

8 中断服务程序
  处理来自硬件的中断,是设备驱动程序的重要组成部分。应尽量的小，只把最必要的任务放在中断服务程序里面执行。

9 统一的API
  由操作系统内核提供的服务原语搭建起来的。
  服务原语，是不可打断的。
  系统调用的时间尽量小、尽量是常量和可确定。
  6.x支持处理器抽象层（PAL）
   PAL为每个体系结构系列定义了功能接口，并且在 一定程度上抽象了操作系统对硬件特性的功能性需求。
   增强了支持类似硬件体系结构系列的能力。
   对于应用程序用户是透明的。
   体系结构系列PAL，加速了对该系列处理器变种的支持，并缩短产品上市时间。

10 VxWorks的内存管理
  内存分配采用first-fit（第一次适配）算法。内存释放采用上下空闲区融合算法。
  内存管理模块由内存分配和内存保护两个相互独立的子模块。
  内存碎片中编程尽量使用静态内存分配，VxWorks没有清除碎片的功能所以只能避免碎片。为了防止任务挂起，中断服务程序里面不要使用malloc，内存搜索有时问开销，所以有严格时限的任务也不能使用。
  VxWorks的驱动程度调用的三种方式：任务直接调用，任务调用System Call，任务调用服务。驱动程序不能自动执行，只能被动调用。
 
11 Vxworks启动过程：可加载型启动方式和基于ROM型启动方式。

12 Vxworks的特点
  基于进程的标准编程模式，IPv4/IPv6双网络协议栈，支持面向对象。

13 Vxworks调试的手段及工具
  纯硬的手段：万用表、示波器、逻辑分析仪，针对非在线的硬件问题和部分的在线硬件问题。
  半硬半软的手段：ICE、BDM，针对部分硬件的在线问题和BSP 的调试。
  纯软的手段：Cross Debugger，针对App的调试。
  ICE的调试方法：运行的IMAGE在仿真器中，由仿真器的CPU在用户的硬件环境下运行来调试软件。
  ICE的调试方法的限制：价格/使用率的比率太高，CPU也有限制。
  BDM的方法：宿主机通过并口连接的Adapter连接到CPU的BDM接口上，进行软件的调试。但是CPU必须支持BDM方式。在运行IMAGE的CPU上支持一种断点逻辑。
  软件调试：宿主机与目标机通过某种方式耦合，宿主机上 的调试器通过目标机上的调试代理来进行软件的调试。它性价比高。