嵌入式系統(tǒng)培訓(xùn)目的及意義_嵌入式系統(tǒng)U盤實(shí)時(shí)啟動(dòng)技術(shù)

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嵌入式系統(tǒng)培訓(xùn)目的及意義_嵌入式系統(tǒng)U盤實(shí)時(shí)啟動(dòng)技術(shù),   

         引 言

　　隨著USB技術(shù)的發(fā)展，優(yōu)盤在PC機(jī)系統(tǒng)上已得到廣泛的應(yīng)用，基本上取代了軟盤，PC機(jī)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)從優(yōu)盤啟動(dòng)。由于優(yōu)盤性能穩(wěn)定，體積小巧，訪問速度快，因此它也非常適合作為嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的存儲設(shè)備。這為嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的啟動(dòng)提供了一種嶄新的思路，即從優(yōu)盤啟動(dòng)。這種方法對嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)板上的程序存儲空間要求不高，只要在Flash中存儲嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的Bootrom程序即可，將系統(tǒng)的映像文件放在優(yōu)盤上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)從優(yōu)盤加載。

        目前基于VxWorks設(shè)計(jì)的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛。嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的啟動(dòng)方式多種多樣，WindRiver公司提供的參考BSP（Board support Package）包中就提供了幾種啟動(dòng)方法。另外在參考文獻(xiàn)[2]中，作者也提出了幾種基于VxWorks的嵌入式系統(tǒng)的啟動(dòng)方法。這些方法可根據(jù)具體的應(yīng)用需求，適當(dāng)選取。筆者在開發(fā)CableModem時(shí)也都曾實(shí)現(xiàn)過這些方法。這些方法存在的共同問題是：雖然能更新板載程序存儲器中的映像文件，但由于程序存儲器一旦設(shè)計(jì)后就無法再擴(kuò)展其存儲空間;而在實(shí)際應(yīng)用中，由于嵌入式系統(tǒng)功能的增強(qiáng)，系統(tǒng)映像文件的體積會(huì)不斷增大，會(huì)出現(xiàn)超過目標(biāo)板的程序存儲空間的問題，從而使得新的映像文件無法燒錄到目標(biāo)板中。

        嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)從優(yōu)盤啟動(dòng)的顯著優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：更新系統(tǒng)映象文件方便（替換優(yōu)盤中的影像文件即可，無需重新燒錄）;啟動(dòng)快速（USB接口傳輸速度快），可適用于多種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（保存在優(yōu)盤中的映像文件也可以是使用其他嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如PSOS、Nuclues等開發(fā)生成的）;對系統(tǒng)的Flash存儲容量要求�。‵lash中主要存儲Bootrom程序，而系統(tǒng)映像文件保存在優(yōu)盤中）。

        本文給出了實(shí)現(xiàn)嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)優(yōu)盤啟動(dòng)的嵌入式主機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、軟件協(xié)議棧以及主要程序流程，探討了實(shí)現(xiàn)嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)從優(yōu)盤啟動(dòng)的可行性。

　　1 嵌入式USB主控制器的硬件結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)

　　嵌入式系統(tǒng)是軟硬件緊密結(jié)合的系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)從優(yōu)盤啟動(dòng)，硬件上必須在嵌入式微處理器外圍添加USBHOST主控制器;在軟件上必須設(shè)計(jì)主控制器驅(qū)動(dòng)程序 （HCD）、USB驅(qū)動(dòng)程序、USB Client驅(qū)動(dòng)程序以及應(yīng)用程序。

　　1.1 嵌入式USB主機(jī)硬件結(jié)構(gòu)

　　嵌入式USB主機(jī)硬件結(jié)構(gòu)比較簡單，只是在嵌入式微處理器外部加上USB主控芯片即可。在本項(xiàng)目中，嵌入式微處理器采用的是Motorola公司的MPC860T，USB主控制芯片采用的是SL811HS芯片。SL81lHS芯片是Cypress公司生產(chǎn)的、可支持全速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB控制芯片，芯片內(nèi)含USB主，主/從控制器，支持全速（full speed）/低速（low speed）數(shù)據(jù)傳輸，并能自動(dòng)識別全速或低速設(shè)備。SL811HS所提供的接口遵從USBl.1標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于SL811HS更詳細(xì)的使用方法請見參考文獻(xiàn)[3]。使用SL811HS作為嵌入式USB主機(jī)控制器的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　

  

   

　　1.2 嵌入式USB主機(jī)上的軟件結(jié)構(gòu)

　　從參考文獻(xiàn)[4]可知，嵌入式主機(jī)要實(shí)現(xiàn)對其USB外設(shè)操作，必須有圖2所示的3個(gè)軟件結(jié)構(gòu)層次：USB主控制器驅(qū)動(dòng)器（HCD）、USB主驅(qū)動(dòng)器（USBD）、USB沒備驅(qū)動(dòng)器。

　　

  

在協(xié)議棧的最底部是USB主控制器USB HC（USBHost Controller），這是主系統(tǒng)中控制每一個(gè)USB設(shè)備的硬件部分�？谇爸饕�有兩大類USB主控制器：一種是通用主控制器接口UHCI（Universal Host Controller Inter-face），另一種是開放主控制器接口OHCI（Open HostController Interface）。硬件廠商一般根據(jù)這兩個(gè)規(guī)范設(shè)計(jì)USB主控制器。對于每一類型的主控制器都有一個(gè)與硬件獨(dú)立的USB主控制器驅(qū)動(dòng)器HCD（Host ControllerDriver）。WindRiver公司提供了兩類驅(qū)動(dòng)：usbHedUhciLib（UHCl主控制器庫）和usbHcdOhciLib（OHCI主控制器庫）。

　　USB主驅(qū)動(dòng)器USBD（USB host Driver）和HCD之間的接口允許一個(gè)或超過一個(gè)的底層主控制器，而且WindRiver公司的USBD能夠同時(shí)連接多個(gè)USB HCD。這樣的設(shè)計(jì)特點(diǎn)可以使開發(fā)者建立復(fù)雜的USB系統(tǒng)。USBD是在HCD之上的與硬件獨(dú)立的模塊。USBD管理每一個(gè)與主機(jī)相連的USBD設(shè)備，向更高層次提供了可與USBD設(shè)備通信的路徑。它還負(fù)責(zé)自動(dòng)處理USBD電力管理以及USBD帶寬管理;而且，USBD還管理USBHub。Hub能否正確工作，是對USBD進(jìn)行評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)之一，因此WindRiver公司的USBD設(shè)計(jì)者要使USBD透明地實(shí)現(xiàn)Huh的功能。這意味著USBD還能處理USBHub和設(shè)備的動(dòng)態(tài)插拔。嵌入式算it行業(yè)嗎, �？低�視嵌入式面試題, 深圳嵌入式一般工資, 嵌入式開發(fā)需求少, 嵌入式瀏覽器的發(fā)展, 對嵌入式課程的認(rèn)識, 嵌入式臉盆怎么粘, 做嵌入式工程師, 木桶spa嵌入式, 高考中嵌入式, 嵌入式金本電工, 嵌入式擾動(dòng)是指, 嵌入式開發(fā)教材, 嵌入式開發(fā)職業(yè)認(rèn)知, vr中的嵌入式, 嵌入式ai上市公司, 硬件嵌入式開發(fā)經(jīng)歷, 嵌入式在線視頻, 嵌入式編程能力提升, rust嵌入式, 歐普嵌入式卡簧, 表格統(tǒng)計(jì)圖嵌入式,

　　USB客戶模塊在USBD主驅(qū)動(dòng)協(xié)議棧的頂端。USB類驅(qū)動(dòng)（USB Class Driver）是Client模塊的典型例子。USBD類驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)管理連接到USBD上的不同類型的設(shè)備，它們依靠USBD提供與每個(gè)設(shè)備的通信路徑。USBClient模塊的其他例子就是那些利用USBD與USB設(shè)備通信的應(yīng)用程序。

　　2 嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)優(yōu)盤啟動(dòng)軟件程序設(shè)計(jì)

　　為實(shí)現(xiàn)對優(yōu)盤的操作，在基于VxWorks設(shè)計(jì)的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，需要設(shè)計(jì)的程序包括：USB主控制器驅(qū)動(dòng)器、USBD主驅(qū)動(dòng)器、USB塊存儲設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、文件系統(tǒng)的安裝以及應(yīng)用程序通過文件系統(tǒng)讀寫優(yōu)盤設(shè)備程序等，如圖3所示。故要實(shí)現(xiàn)從優(yōu)盤啟動(dòng)，需要在bootConfig..c文件中的usrRoot函數(shù)巾添加4個(gè)函數(shù)。

　　

  
  

   

　　（1）初始化USB主控制器的函數(shù)

　　初始化HCD（USB Host Controler Driver）函數(shù)，即初始化SL81lHS并將其連接到指定總線上：LOCAL int fn-cAttach（pHRB_ATTACH pHrb）。

　　該函數(shù)詞用SL811Init（）初始化SL811控制芯片。執(zhí)行函數(shù)taskSpawn（“tSl81lint“，0，0，0x4000，（FUNCPTR）intThread，（int）pHost，0，0，0，0，0，0。0，0，O），創(chuàng)建intThread任務(wù)對發(fā)生的中斷作出處理。

　　這里的intTbaead調(diào)用OSS_SEM_TAKE（pHost->in-tPendi

　　ng，interval）阻塞，與中斷服務(wù)程序intHandle同步。

　　調(diào)用函數(shù)processSl811hInterrupt（）處理硬件中斷，讀取中斷狀態(tài)寄存器判斷中斷類型。

　　調(diào)用UHC_INT_CONNECT（pHost，intHandler，pHost，&s）函數(shù)連接SL811主控制器芯片中斷。UHC_INT_CONNECT是一個(gè)宏定義。

　　

  
  

   

　　函數(shù)intHandler完成對中斷的處理，調(diào)用函數(shù)OSS_SEM_GIVE（pHost->imPending），釋放用于中斷和任務(wù)之間同步的二進(jìn)制信號量。