李文光

（燈塔市中等職業(yè)技術(shù)專業(yè)學(xué)校，111300）

0 前言

如今，我國對計算機軟件的開發(fā)越來越重視，這也導(dǎo)致軟件的開發(fā)過程越來越復(fù)雜，而嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)是軟件開發(fā)中的重要組成部分。但隨著人們對計算機軟件的不斷需求，對嵌入式計算機系統(tǒng)軟件開發(fā)的改革與創(chuàng)新勢在必行。然而，通用嵌入式計算機平臺的出現(xiàn)，使得計算機的系統(tǒng)更加完善。通用嵌入式計算機軟件的開發(fā)環(huán)境有很多，以MPC8548E 為主要基本結(jié)構(gòu)的通用嵌入式計算機軟件是其中的重點。本文通過對基于MPC8548E 的通用嵌入式計算機系統(tǒng)平臺軟件進行整體描述，重點研究嵌入式計算機軟件的共同需求、系統(tǒng)軟件開發(fā)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計以及軟件開發(fā)系統(tǒng)的程序設(shè)計的實現(xiàn)。

1 通用嵌入式平臺系統(tǒng)軟件的共同需求

通用嵌入式計算機軟件的共同需求主要分為兩類，分別為基于平臺的計算機軟件需求和基于開發(fā)的計算機軟件需求。下面對這兩類需求進行分析與總結(jié)：

1.1 對于平臺系統(tǒng)的共同需求

對于通用嵌入式的平臺來說，其計算機系統(tǒng)軟件的共同需求分別為：①通用嵌入式系統(tǒng)的可行性需求，由于嵌入式系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)的進步，其功能也逐漸強大，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較差，因此，系統(tǒng)在運行時需要對其的可行性進行研究；②嵌入式系統(tǒng)還需要對其性能加以要求，包括其存儲數(shù)據(jù)的能力、計算數(shù)據(jù)的能力以及吞吐量等；③平臺系統(tǒng)還需要擁有較多的數(shù)據(jù)接口，對軟件的開發(fā)只應(yīng)用API 接口；④系統(tǒng)平臺要求減少對能源的使用率，并且在一定程度上增加系統(tǒng)的運行時間；⑤嵌入式系統(tǒng)平臺需要擁有較大的發(fā)展空間，這就要求系統(tǒng)需要一個較為開放的平臺體系結(jié)構(gòu)。

1.2 對于開發(fā)系統(tǒng)的共同需求

通用嵌入式系統(tǒng)除了擁有在平臺上的需求外，還應(yīng)該有開發(fā)方面的需求。嵌入式系統(tǒng)軟件在開發(fā)方面的要求主要有：①建立良好的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，主要應(yīng)用合理的開發(fā)語言對嵌入式系統(tǒng)軟件進行集成化的開發(fā)；②將平臺上的特點運用到系統(tǒng)的開發(fā)中，使用嵌入式操作系統(tǒng)對平臺軟件進行開發(fā)，可以有效的達到系統(tǒng)中API 接口的要求與多重設(shè)計的要求。

2 基于MPC8548E 的通用嵌入式軟件的設(shè)計方案

嵌入式平臺系統(tǒng)軟件的建立主要分為開發(fā)軟件的工具、嵌入式操作系統(tǒng)、開發(fā)系統(tǒng)的驅(qū)動設(shè)備、以及系統(tǒng)運行與維護的設(shè)備四種。這四種是軟件開發(fā)平臺的基礎(chǔ)，也是組成整體嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)的重要部分。

2.1 嵌入式系統(tǒng)平臺的開發(fā)架構(gòu)

開發(fā)工具鏈?zhǔn)情_發(fā)系統(tǒng)的重要組成部分。其中主要有Tornado、bootloader 系統(tǒng)調(diào)試工具、FPGA、CPLD、DSP 等一系列的開發(fā)工具。對于基于MPC8548E 的通用嵌入式開發(fā)平臺，需要對bootloader 的調(diào)試工具選擇Freescale CodeWarror。而對于FPGA 和CPLD 來說，只適用于對專門的平臺進行開發(fā)使用。系統(tǒng)平臺的板級支持包主要作用于對系統(tǒng)功能進行管理，并為系統(tǒng)程序與硬件的連接提供專門的數(shù)據(jù)接口，分為bootloader、VxWorks 映像和驅(qū)動三個方面。而系統(tǒng)維護的設(shè)備主要是維護系統(tǒng)編碼的安全性能等。系統(tǒng)的測試設(shè)備是對系統(tǒng)功能的實現(xiàn)進行測試的主要工具。

2.2 BSP 的設(shè)計

2.2.1 BSP 的構(gòu)造

BSP 的具體構(gòu)造以及與其有關(guān)的數(shù)據(jù)代碼：

圖1 BSP 的數(shù)據(jù)代碼及其構(gòu)造圖

/target/h 目錄為VxWorks 的頭文件，/target/lib 目錄為VxWorks 的函數(shù)庫，/target/src 目錄為部分驅(qū)動程序代碼及其模板，/target/unsupported 目錄為不支持的參考代碼。

2.2.2 BSP 的開發(fā)過程

BSP 的開發(fā)過程主要分為六個階段；①設(shè)計計劃，計劃嵌入式計算機設(shè)計平臺的整體結(jié)構(gòu)及其實現(xiàn)過程；②應(yīng)用仿真技術(shù)對開發(fā)工具進行設(shè)計；③對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)值進行分析，實現(xiàn)MPC8548E 的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序；④實現(xiàn)外圍設(shè)備的驅(qū)動；⑤對嵌入式系統(tǒng)進行調(diào)試并改善系統(tǒng)的功能；⑥對軟件進行售后維修及升級等。

2.3 系統(tǒng)維護

系統(tǒng)維護工具主要是代碼固化。嵌入式系統(tǒng)軟件的代碼固化是嵌入式開發(fā)過程中的重要部分，代碼固化分為平臺軟件固化和應(yīng)用軟件固化兩種?；谄脚_的軟件固化中，被固化的代碼有bootloader、VxWorks，F(xiàn)PGA 的BIN 文件、DSP 的BIN 文件?；趹?yīng)用的軟件固化中的代碼主要有VxWorks、FPGA 的BIN 文件、DSP 的固化文件、應(yīng)用程序的固化文件。

在應(yīng)用Nor Flash 當(dāng)作代碼固化的存儲空間的分配形式為：

圖2 代碼固化存儲空間圖

為了減少代碼固化情況，系統(tǒng)為固化的代碼增加一項Daemon 任務(wù)，Daemon 任務(wù)的啟動函數(shù)C 代碼原型如下：

void InitUsrDaemon(void)；

另外，代碼固化工具還可以選擇函數(shù)庫方式：

int FlashFiIe(

unsigne int v_addr,//固化Flash 的有效地址

const char *v_fn, //存儲文件名

)；

3 基于MPC8548E 的通用嵌入式計算機的實現(xiàn)

3.1 嵌入式引導(dǎo)模式實現(xiàn)

為了維護嵌入式系統(tǒng)，設(shè)計了bootloader 的系統(tǒng)引導(dǎo)形式，可以對系統(tǒng)的實現(xiàn)模式進行引導(dǎo)，引導(dǎo)模式的應(yīng)用代碼有bootConfig.c 的改動和參數(shù)配置工具庫實現(xiàn)。

對于bootConfig.c 的改動：

(1)增加功能函數(shù)：

LoadModuleVxWorks (int v type,//加載的VxWorks 類型0-BSP，1-用戶

FUNCPTR*pEntiy//返回的入口函數(shù)地址

)；

(2)在bootCmdLoopO 中增加命令“X”和“X”，當(dāng)操作員在bootloader

命令行鍵入這兩個字母的任意一個時，即調(diào)用函數(shù)

LoadModuleVxWorks(0)加載平臺BSP VxWorks。

(3)在bootCmdLoopO 中，調(diào)用 getBootParams ()加載啟動參數(shù)。

3.2 固話功能實現(xiàn)

固化功能實現(xiàn)的函數(shù)主要以DaemonO 函數(shù)為主，DaemonO函數(shù)的字符串?dāng)?shù)組有四個文件，主要代碼形式為：

char*s—fh_str[4]={

FPGA 一FILE NAME, // App FPGA.bin

DSP_FILE_NAME, // App DSP.bin

USER VXWORKS FILE NAME, // App VxWorks

APP—OUT—FILE—NAME// App.out

4 結(jié)語

通過對基于MPC8548E 的通用嵌入式計算機平臺系統(tǒng)軟件與系統(tǒng)的實現(xiàn)進行研究，可以發(fā)現(xiàn)，嵌入式計算機軟件的構(gòu)造系統(tǒng)非常復(fù)雜，研究人員需要在現(xiàn)有軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進行創(chuàng)新與改革，使嵌入式系統(tǒng)軟件更加適應(yīng)社會的需求。

[1] 孔祥營，柏桂枝.嵌入式實時操作系統(tǒng)VxWorks 及其開發(fā)環(huán)境Tornado[M].北京:中國電力出版社，2010.

[2] 馬學(xué)國.正確理解資產(chǎn)減值準(zhǔn)則[J].2010，5（3）：82-86.

[3] 姜兆義，戴金海..嵌入式系統(tǒng)集成開發(fā)環(huán)境研究[J].電腦與信息技術(shù)，2012，2（2）：98-104.