隨著高位嵌入式處理器的日益普及，近年來(lái)嵌入式操作系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展，并越來(lái)越多地應(yīng)用于通信、國(guó)防、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等方面。
       由于嵌入式系統(tǒng)直接面對(duì)硬件，一般的設(shè)計(jì)模式是將嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶程序制作成不需要任何操作人員干預(yù)的自啟動(dòng)(auto-boot)軟件，對(duì)系統(tǒng)的控制采取PC或工作站通過(guò)網(wǎng)口下傳命令的方式。VxWorks通常使用源文件*.c的靜態(tài)鏈接方法來(lái)制作結(jié)合用戶程序的自啟動(dòng)VxWorks，而本文將提出一種新的基于檔案庫(kù)(archives)的制作方法，具有文檔管理方便、自動(dòng)優(yōu)化最終軟件、非常易于移植等優(yōu)點(diǎn)。
　　VxWorks
   
　　VxWorks是由Wind River公司開(kāi)發(fā)的一種強(qiáng)實(shí)時(shí)性嵌入操作系統(tǒng)，支持Mortorola公司和ARM公司等多種嵌入式CPU。Wind River同時(shí)提供集成開(kāi)發(fā)環(huán)境Tornado。用戶程序編制使用標(biāo)準(zhǔn)C，也可以選擇 C++支持。非常適合于交互式開(kāi)發(fā)。
   
　　通常所指的VxWorks操作系統(tǒng)對(duì)應(yīng)軟件包括三個(gè)部分：引導(dǎo)程序bootrom、主操作系統(tǒng)VxWorks、以及用戶開(kāi)發(fā)程序。為方便理解，表1中列出了VxWorks與 Windows的類比。
        這里的自啟動(dòng)指不需要操作人員干預(yù) ，程序在系統(tǒng)上電時(shí)自動(dòng)執(zhí)行。從表1可以看出，VxWorks操作系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)中三個(gè)部分被分開(kāi)修改編譯，只要 bootrom制作完畢 ，就可以在不改動(dòng)硬件的條件下改變vxWorks操作系統(tǒng)和用戶開(kāi)發(fā)程序的下載途徑，靈活方便，易于開(kāi)發(fā)。而開(kāi)發(fā)完畢后，所有的硬件都固化到單板硬件，不再需要任何干預(yù)，簡(jiǎn)單快捷。
   
　　BSP(板級(jí)支持包)安裝完畢后就是Torando目錄下 argetconfig的一個(gè)文件夾 ，例如ads860，就是一個(gè)支持 PowerPC860處理器的 BSP。這個(gè)目錄中包括了編譯bootrom和VxWorks需要的與CPU類型直接相關(guān)的程序，對(duì)單板上的其它硬件，通過(guò)用戶添加文件提供驅(qū)動(dòng)。對(duì)系統(tǒng)的裁剪可以通過(guò)修改源碼和 Config.h中的宏定義#define INCLUDE_XXX直接進(jìn)行，而對(duì)編譯參數(shù)的設(shè)定則通過(guò)修改makefile進(jìn)行。將目錄 argetconfig目錄下的all文件夾拷貝到BSP目錄下，在makefile下添加 CONFIG_ALL=all，然后修改bootconfig.c中的autoboot()函數(shù)改變默認(rèn)的啟動(dòng)方式：網(wǎng)絡(luò)下載還是從 Flash直接啟動(dòng)。
　　操作系統(tǒng)軟件制作如下： 
　　軟件制作方法
   
　　Tornado提供一個(gè)集成的編譯 bootrom、VxWorks以及用戶程序的工程環(huán)境，此外bootrom和VxWorks的編譯還可以使用命令行的方式，也就是通過(guò)在DOS環(huán)境下(Win98下運(yùn)行command，Win2000下運(yùn)行cmd)直接輸入命令的方式進(jìn)行由于bootrom的工程環(huán)境下編譯實(shí)際上就是采用了命令行方式 ，且使用命令行方式制作bootrom和VxWorks可以結(jié)合批處理的方法，更加方便快捷，因此本文中介紹的bootrom和VxWorks制作方法選用命令行方式。而用戶程序的制作可以單獨(dú)建立工程編譯，但編譯選項(xiàng)中必須選擇和相應(yīng)VxWorks的CPU類型。
　　基于靜態(tài)鏈接的自啟動(dòng)VxWorks
   
　　用戶程序在開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用單獨(dú)的工程編譯，編譯結(jié)束后生成一批和.c文件同名的.o文件，這些文件通過(guò)target server動(dòng)態(tài)下載，這樣提供便捷的調(diào)試環(huán)境 ，但需要主機(jī)環(huán)境的支持。當(dāng)開(kāi)發(fā)結(jié)束后，需要給操作人員提供最方便的啟動(dòng)方式 ，因此必須將用戶程序也編譯鏈接到VxWorks.bin中，在VxWorks啟動(dòng)后就直接啟動(dòng)用戶程序。鏈接方式包括靜態(tài)鏈接和動(dòng)態(tài)鏈接兩種 。靜態(tài)鏈接將提供的所有函數(shù)都鏈接到VxWorks中，而動(dòng)態(tài)鏈接只鏈接被調(diào)用的函數(shù)。
   
　　靜態(tài)鏈接有兩種方式 ：.c的鏈接和.o的鏈接。
   
　　.c的鏈接方式 ：先在BSP目錄下建立用戶程序文件夾usrAPI，將所有用戶源程序拷貝到此目錄下，然后在usrconfig.c的usrroot()函數(shù)結(jié)尾處調(diào)用用戶程序 ，需要在usrconfig.c程序開(kāi)始添加申明：#include "usrAPI/用戶程序名.c"。
   
　　.o的鏈接方式：同樣建立目錄 usrAPI，將在工程中編譯生成的.o文件拷貝到 usrAPI，在makefile中添加LIB_EXTRA的定義，將.o包括到VxWorks中。或者直接制作一個(gè) usrAPI.h，在這個(gè)文件中用上面的形式申明所有出現(xiàn)在這些.o中的函數(shù)，然后在需要使用到這些函數(shù)的文件頭部都加上 #include "usrAPI/usrAPI.h"。這種方法更有利于程序的規(guī)劃整齊，并且有助于日后察看函數(shù)的使用形式。
   
　　最后運(yùn)行已經(jīng)制作好的 makeall.bat，生成的VxWorks已經(jīng)包含有自啟動(dòng)的用戶程序了。
　　基于動(dòng)態(tài)鏈接的自啟動(dòng)vxWorks
   
　　動(dòng)態(tài)鏈接使用.a文件。同樣制作usrAPI目錄并拷貝.o文件，然后在此目錄下建立批處理文件makea.bat。內(nèi)容如下：

       首先是設(shè)定環(huán)境變量：
   
　　set WIND_HOST_TYPE=x86-win32
　　set WIND_BASE=C:Tornado
　　set PATH=%WIND_BASE%host/%
　　WIND_HOST_TYPE%in;%PATH%
   
　　然后使用ar工具將所有.o加入到一個(gè)檔案庫(kù)文件usrAPI.a中。使用arppc仍然是因?yàn)椴捎玫腂SP是基于PowerPC類型的，別的CPU類型也類似。
   
　　arppc-crusv usrAPI.a a.o b.o接下來(lái)類似于靜態(tài)鏈接的.o方式，建立usrAPI.h并在需要的文件中引用。
   
　　最后在makefile中加入LIB_EXTRA=usrAPI/usrAPI.a，運(yùn)行makeall.bat生成VxWorks。
　　不同鏈接方法的對(duì)比
   
　　基于.c的鏈接方法將所有用戶編寫的源程序保留在BSP文件夾中，移植時(shí)不利于程序的版權(quán)保密。而在不同BSP之間用戶程序的移植更是不方便，雖然這種方法不需要對(duì)makefile進(jìn)行任何改動(dòng)，修改的只是.c文件，比較容易理解，但仍然不推薦使用。
   
　　基于.o的鏈接方法保留了全部的的測(cè)試函數(shù)接口，并且移植時(shí)提供編譯過(guò)的.o 文件也比提供源代碼.c文件利于保密。用戶源程序和BSP源程序分開(kāi)，文檔結(jié)構(gòu)整齊，特別是對(duì)用戶源程序比較龐雜的時(shí)候，使用庫(kù)文件.o或者.a更加有利于文件管理。
   
　　基于.a的鏈接方法只保留必要的函數(shù)接口，自動(dòng)優(yōu)化了VxWorks的文件大小，因此將對(duì)單板機(jī)的Flash大小要求降到最低。這種方法同時(shí)使用戶程序在不同BSP間的移植變得非常簡(jiǎn)單。
   
　　唯一需要注意的是，如果在生成了bootrom和VxWorks之后，希望通過(guò)更新.o來(lái)更新VxWorks中包含的用戶程序，不僅需要重新運(yùn)行makea.bat和重新制作usrAPI.a，還需要在命令行下輸入makeclean，將VxWorks和bsp目錄下(不含子目錄，因此用戶程序生成的.o程序不受影響)所有的*.o、*.rpo、VxWorks*、bootrom*、stdt.c、symtbl.c和depead.(bspaame)刪除，然后再運(yùn)行makeall.bat。因?yàn)榫幾g時(shí)會(huì)自動(dòng)檢查bootrom和VxWorks的存在以及原BSP目錄下文件有沒(méi)有改變，如果存在并沒(méi)有改變，則認(rèn)為沒(méi)有重新編譯的必要。這樣運(yùn)行makeA.bat不會(huì)更新bootrom和VxWorks，而使用makeclean之后，系統(tǒng)檢測(cè)不到bootrom和VxWorks的存在，就會(huì)重新編譯了。如果覺(jué)得在命令行下輸入太麻煩，希望每次都強(qiáng)制更新，只需要在makeall.bat程序最開(kāi)頭加上一行makeclean就可以了。
　　結(jié)語(yǔ)
   
　　本文介紹了VxWorks操作系統(tǒng)的軟件制作方法，分別提出了基于.c的靜態(tài)鏈接、基于.o的靜態(tài)鏈接和基于.a的動(dòng)態(tài)鏈接編譯方法，并比較了各自的優(yōu)劣。著重推薦了基于檔案庫(kù).a的動(dòng)態(tài)鏈接編譯方法，應(yīng)用該方法使文檔管理方便、最終軟件被優(yōu)化到最小、并且十分有利于用戶程序在不同BSP間的移植，十分適用于制作結(jié)合用戶程序的自啟動(dòng)VxWorks。       本信息來(lái)源：CAD教育網(wǎng) www.cadedu.com