嵌入式操作系統(tǒng)通用硬件抽象層設計研究.pdf

1、對嵌入式系統(tǒng)而言，由于體系的多樣性、應用的專門性、交叉平臺編譯等原因，其開發(fā)難度遠遠大于桌面型應用。降低開發(fā)難度一直是該領域研究的主要問題之一。 其中，體系多樣性是導致開發(fā)復雜和困難的主要原因之一，較為實用的辦法就是盡力消除平臺差異，使嵌入式操作系統(tǒng)和應用軟件運行在一個與平臺的無關(guān)的虛擬環(huán)境上，使開發(fā)者將主要精力集中解決應用問題。 大多數(shù)商業(yè)嵌入式系統(tǒng)在銷售時都會捆綁板級支持包(Board SupportPackage，

2、BSP)，從板級支持到應用開發(fā)，完全形成了壟斷，應用間的共享變得困難，從軟硬件協(xié)同開發(fā)來說，雖然這樣能有更好的一體化設計支持服務，但卻無法讓應用更有效地重用。 針對典型BSP和典型體系作分析之后，可以發(fā)現(xiàn)，造成BSP應用的局限性是操作系統(tǒng)開發(fā)者的原因，商家總希望BSP能與上層OS緊密結(jié)合，沒有更多的考慮通用性而造成的。在同一種嵌入式微處理器的硬件平臺上支持不同嵌入式操作系統(tǒng)的BSP之間不僅從組成結(jié)構(gòu)、向操作系統(tǒng)內(nèi)核所提供的功能以

3、及所定義的服務的接口都完全不同，因而一種嵌入式操作系統(tǒng)的BSP不可能用于其他嵌入式操作系統(tǒng)。這種BSP是一種封閉的專用硬件抽象層。因此，需要為嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)和應用提供一種開放、通用的硬件抽象層平臺(current Hardware Abstraction Layer，CHAL)，使得在某種硬件平臺上的嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核的開發(fā)能夠在支持這種硬件平臺的硬件抽象層上進行。 本論文探討了嵌入式操作系統(tǒng)通用硬件抽象層設計技術(shù)，在體

4、系與操作系統(tǒng)之間，建立一個相對通用和獨立的平臺，以解決嵌入式操作系統(tǒng)的移植，同時簡化和加速嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)。 首先，在對主流的體系結(jié)構(gòu)與操作系統(tǒng)充分理解的基礎上，提出了通用硬件抽象層(Currcnt Hardware Abstraction Layer，CHAL，)的功能模型和分層結(jié)構(gòu)。 其次，詳細探討了CHAL的關(guān)鍵技術(shù)，包括CHAL與OS、尋址模式、中斷、DMA等技術(shù)，并以實例的形式說明了CHAL的設計原理與技巧。