基于PowerPC单板机系统的BSP开发
发布时间：2020-10-30 07:57
随着计算机科学的发展,嵌入式系统渗透到各个领域,得到了广泛的应用。嵌入式实时操作系统作为嵌入式系统的重要组成部分,在网络通信、在线事务处理、生产过程控制、交通控制等方面起到越来越重要的作用。微处理器的设计制造发展到今天,其尺寸不断缩小、性能不断增强,这也使得嵌入式的应用更加简洁、高效。 论文研究的BSP(Board Support Package,板极支持包)是基于自行开发的PowerPC单板机(SBC)系统。该系统硬件部分主要芯片采用Freescale公司的MPC7447A微处理器和Tundra公司的主机桥芯片Tsi109,软件部分采用WindRiver公司的嵌入式实时操作系统VxWorks。通常,单板机系统由于其系统硬件的限制或者无操作系统,使其不具有较高的性能,而本文设计的系统因为在较小面积内高度集成具有强大功能的芯片,并采用专为嵌入式实时应用而设计的模块化的实时操作系统,使单板机具有强实时、高密度、高性能、低功耗、体积小、应用广的特点。 作为VxWorks嵌入式系统的主要组成部分的板极支持包,将为硬件系统提供必要的软件接口,对操作系统和上层应用程序的支撑搭建平台。为解决系统在BSP开发技术中的问题,论文以BSP技术为主要研究内容,在BSP的基本概念、开发技术、执行流程、设计内容等方面进行了探讨和研究。在开发过程中通过对VxWorks操作系统的BSP技术理论及其实现的通用方法和Tornado软件系统提供的大量源代码进行研读,分析了基于PowerPC微处理器的硬件系统的BSP结构组织、硬件初始化、系统初始化、外围设备驱动程序结构和设计思路等,并详细论述了基于PowerPC微处理器和主机桥的硬件系统的系统引导程序设计、系统对芯片和其他硬件设备的管理思想、硬件驱动程序设计以及系统调试相关的问题。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TP368.11
【部分图文】：
嵌入式系统的硬件构成包括微处理器、外围设备等。如果采用单一和其他各种硬件外设构成系统，会造成硬件系统复杂，为不稳定因素埋因此，大多数微处理器集成了部分外设，如内存单元、中断控制器等。的设计也使得系统性能、扩展性、应用范围等有相当的局限性。本论文板机系统突破以往系统设计的局限，采用的是高性能 PowerPC604 核的 MPC7447A 和桥接芯片 Tsi109 搭载。MPC7447A 微处理器属于 FreesG4 处理器系列，该系列处理器以高性能、低功耗的特点著称，并广泛应、工业等领域。MPC7447A 处理器主频可以达到 1.4GHz 运算速度可以MIPS。Tundra Tsi109 桥接芯片将所有通用外设接口集成化，采用这样的搭建的系统不仅能以低于 10W 的功率得到上 GHz 级的性能，还具有简和良好的通用性、扩展性。板机硬件系统结构论文采用 PowerPC7447A 和桥接芯片 Tsi109 组建单板机的硬件系统，其如图 3-1 所示。
图 4-4 中断向量表⑵ sysTsi_IntConnect()sysTsi_IntConnect()函数将完成中断向量与中断服务程序的连接，接收类似于onnect()中的参数，调用 malloc()函数为中断处理描述符数据结构结构申请内初始化中断处理描述符数据结构，在中断向量表中插入 malloc()返回值。⑶ 中断多路处理中断驱动程序必须提供一个中断多路处理程序，它可以根据系统产生的中断调用正确的中断服务程序。它在中断控制器初始化函数 sysTsi_IntInit()中被调由于 PowerPC 核心只是接收一个外部中断异常，PowerPC 将所有的外部中断作异常，这个多路程序应该被缚到 PowerPC 外部中断向量（0x500）上，类码如下：intConnect((VOIDFUNCPTR*)_EXE_OFF_INTR,sysTsi_IntHandler);cIn_EXE_OFF_INTR 连接带中断向量；sysTsi_IntHandler 是作为一个多路处理被调用,该函数完成中断应答循环、从中断控制器上获得中断向量、管理处理断屏蔽、复位外部中断 line、利用中断向量在系统中断向量表中调用中断处
图 5-1 VxWorks 串行设备驱动结构层次一方面，虚拟设备 ttyDrv 将自身的入口点函数挂在 I/O 系统上，述符并将其加入到设备列表中。当用户有 I/O 请求包到达 I/O 系统中会调用ttyDrv相应的函数响应请求。在I/O系统看来，与之打交道的是另一方面，ttyDrv 负责与实际的设备驱动程序交换信息。通过设备驱的回调函数及必要的数据结构，ttyDrv 将系统的 I/O 请求作相应的处设备驱动程序，由设备驱动程序来完成实际的 I/O 操作。图 5-2 给出的数据流向。
【参考文献】
本文编号：2862218
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TP368.11
【部分图文】：
嵌入式系统的硬件构成包括微处理器、外围设备等。如果采用单一和其他各种硬件外设构成系统，会造成硬件系统复杂，为不稳定因素埋因此，大多数微处理器集成了部分外设，如内存单元、中断控制器等。的设计也使得系统性能、扩展性、应用范围等有相当的局限性。本论文板机系统突破以往系统设计的局限，采用的是高性能 PowerPC604 核的 MPC7447A 和桥接芯片 Tsi109 搭载。MPC7447A 微处理器属于 FreesG4 处理器系列，该系列处理器以高性能、低功耗的特点著称，并广泛应、工业等领域。MPC7447A 处理器主频可以达到 1.4GHz 运算速度可以MIPS。Tundra Tsi109 桥接芯片将所有通用外设接口集成化，采用这样的搭建的系统不仅能以低于 10W 的功率得到上 GHz 级的性能，还具有简和良好的通用性、扩展性。板机硬件系统结构论文采用 PowerPC7447A 和桥接芯片 Tsi109 组建单板机的硬件系统，其如图 3-1 所示。
图 4-4 中断向量表⑵ sysTsi_IntConnect()sysTsi_IntConnect()函数将完成中断向量与中断服务程序的连接，接收类似于onnect()中的参数，调用 malloc()函数为中断处理描述符数据结构结构申请内初始化中断处理描述符数据结构，在中断向量表中插入 malloc()返回值。⑶ 中断多路处理中断驱动程序必须提供一个中断多路处理程序，它可以根据系统产生的中断调用正确的中断服务程序。它在中断控制器初始化函数 sysTsi_IntInit()中被调由于 PowerPC 核心只是接收一个外部中断异常，PowerPC 将所有的外部中断作异常，这个多路程序应该被缚到 PowerPC 外部中断向量（0x500）上，类码如下：intConnect((VOIDFUNCPTR*)_EXE_OFF_INTR,sysTsi_IntHandler);cIn_EXE_OFF_INTR 连接带中断向量；sysTsi_IntHandler 是作为一个多路处理被调用,该函数完成中断应答循环、从中断控制器上获得中断向量、管理处理断屏蔽、复位外部中断 line、利用中断向量在系统中断向量表中调用中断处
图 5-1 VxWorks 串行设备驱动结构层次一方面，虚拟设备 ttyDrv 将自身的入口点函数挂在 I/O 系统上，述符并将其加入到设备列表中。当用户有 I/O 请求包到达 I/O 系统中会调用ttyDrv相应的函数响应请求。在I/O系统看来，与之打交道的是另一方面，ttyDrv 负责与实际的设备驱动程序交换信息。通过设备驱的回调函数及必要的数据结构，ttyDrv 将系统的 I/O 请求作相应的处设备驱动程序，由设备驱动程序来完成实际的 I/O 操作。图 5-2 给出的数据流向。
【参考文献】
相关期刊论文 前6条
1 孙彦景,马小平,李鹏;实时操作系统中的板级支持包BSP[J];单片机与嵌入式系统应用;2002年04期
2 徐少毅 ,李君龙;基于VxWorks的BSP概念与开发[J];电子产品世界;2002年06期
3 刘大伟;Windows CE设备驱动程序设计简析[J];计算机工程;2000年03期
4 蒋鲲鹏,芦东昕,缪敬;Linux与VxWorks的板级支持包开发的比较与分析[J];计算机工程;2003年22期
5 李长河,王永强,刘刚,张建华;嵌入式Windows CE设备驱动的研究实现[J];微机发展;2003年07期
6 秦东明;朱大勇;张新丽;万晓峥;;基于MPC7447A的单板计算机系统设计[J];微计算机信息;2008年29期
相关硕士学位论文 前1条
1 丁晓波;基于嵌入式Linux系统的BSP技术研究[D];电子科技大学;2005年
本文编号：2862218
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/2862218.html
