嵌入式操作系统-寒枫25年5月
第一章 嵌入式系统概论
嵌入式系统是由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可配置，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的专用系统。
嵌入式系统特点
实时性：环境特定；快速启动。异步事件的并发处理：多任务；随机性。 应用／操作系统一体化 VxWorks；Linux。应用固化不可修改性。实用性：面向行业；定向开发。适用性：可裁减，适应应用。 鲁棒性：容错。够用即可：成本、资源。可信性：安全、防危、可靠等。
实时系统特点
实时系统：即要求及时，在系统允许的时间范围内完成任务。
• 时间约束 任务具有一定的时间约束（截止时间）。 • 可预测性 要求硬件延迟的可预测性、软件系统的可预测性、以及应用程序响应时间的可预测性。 • 可靠性 环境恶劣，有较高的可靠性 —— 工业级。 • 交互作用 与外部环境的交互 —— 必须在规定的时间内对外部请求做出反应。 • 多任务类型 周期任务、突发任务、非周期任务、非实时任务。 • 负载不均衡 必须满足一定的峰值负荷要求。 • 实时调度
安全性要求级别：家庭、办公、工业、航天航空
嵌入式系统发展趋势
嵌入式系统硬件：复杂化、多核、异构
处理器整体结构：集中式（单处理器、性能更高）、分布式（SoC、GPU、加速器、...）、AI 加速芯片 结论：混合硬件
嵌入式软件：混合调度、高效利用、AI 集成、...混合关键（实时、安全、可靠、...）调度；
RTOS 的小型、高效，时空隔离下的资源利用模块化/模型化设计，设备端 AI 融入，...
嵌入式系统结构
核心原理框架
软件结构
第二章 嵌入式硬件基础
硬件是以嵌入式微处理器为核心，主要由嵌入式微处理器、总线、存储器、输入/输出接口和设备组成。
处理器
结构，处理器，特点，分类，功耗管理
ARM 的七种工作模式，大端存储和小端存储。
- 大端存储：将数据的最高有效字节（MSB ）存于内存低地址端 ，最低有效字节（LSB ）存于高地址端。比如 16 进制数 0x1234，内存中低地址存 0x12，高地址存 0x34 ，符合阅读习惯，处理效率低。
- 小端存储：把数据的最低有效字节存于内存低地址端 ，最高有效字节存于高地址端。像 0x1234，内存里低地址是 0x34，高地址是 0x12 ，但契合部分 CPU 从低地址往高地址读数据的方式。arm 默认。
总线
ARM AMBA
PCI 总线、PCI-E 总线、CPCI 总线
存储器
Cache、主存、外存
NOR Flash 与 NAND Flash 特性对比表
| 特性 | NOR | NAND |
|---|---|---|
| 写入/擦除一个块的操作时间 | 1～5s | 2～4ms |
| 读性能 | 1200～1500KB | 600～800KB |
| 写性能 | <80KB | 200～400KB |
| 接口/总线 | SRAM接口/独立的地址数据总线 | 8位地址/数据/控制总线，I/O接口复杂 |
| 读取模式 | 随机读取 | 串行地存取数据 |
| 成本 | 较高 | 较低，单元尺寸约为NOR的一半，生产过程简单，同样大小的芯片可以做更大的容量 |
| 容量及应用场合 | 1～64MB，主要用于存储代码 | 8MB～1GB，主要用于存储数据 |
| 擦写次数(耐用性) | 约10万次 | 约100万次 |
| 位交换(bit位反转) | 少 | 较多，关键性数据需要错误探测/错误更正(EDC/ECC)算法 |
| 坏块处理 | 无，因为坏块故障率少 | 随机分布，无法修正 |
第三章 嵌入式软件体系结构
体系结构：具有一定形式的结构化元素，即构件的集合，包括处理构件、数据构件和连接构件。
软件体系结构通用模型
无结构、层级结构、圈层结构、对象结构、客户机/服务器结构模型……
所谓的 MVC 结构，B/S 结构也是从 C/S 结构演变来
虚拟机体系架构：以牺牲运行效率为代价，优化应用的可移植性。一个抽象计算机，有自己的抽象指令，解释执行抽象指令，在实际 计算机上运行
模型驱动的软件开发
传统设计方法：当面对一个新的业务需求时，总是从先建立数据表等结构开始
基于模型驱动的软件设计，使用 UML
嵌入式实时模型
轮询模型
总体框架是死循环，可以包含子轮询（不是死循环）
典型系统
前后台模型—中断模型
典型系统结构
第四章 嵌入式软件基础
开发一个 ES，相当于开发一台计算机，需要开发硬件系统 H/W，对所开发硬件，需要开发/配置相应的驱动程序，需要提供系统引导程序 Bootload，可能需要配置 RTOS，需要针对应用领域，采用专用的 RTOS 并进一步优化，最后：开发特定领域的嵌入式应用软件
软件 = 算法 + 数据结构 + 文档；软件即服务
• 嵌入式软件 Embedded Software，ES。分类如下
嵌入式应用软件：多媒体应用、传感器网络、信息家电 嵌入式支撑软件：编辑编译、调试测试、文件数据库系统 嵌入式基础软件：系统引导、板级支持包、嵌入式操作系统
概念：实时软件 Reaitime Software，RTS；
板级支持包 Board Support Package，BSP：嵌入式系统的基础部分，实现系统可移植性的关键 负责上电时的硬件初始化、启动 RTOS 或应用程序的支持模块、提供底层硬件驱动，提供上层软件提供访问底层硬件的手段。
启动加载 Bootloader；
驱动程序 Driver：对设备初始化和释放。对设取应用程序传送给设备文件的数据，并回送应用程序请求的数据。检测和处理设备出现的错误
嵌入式软件运行的五个阶段 ☆
嵌入式软件运行过程主要包括以下五个阶段：
板级初始化
- 顺序与特性：上电复位后开始，完全与硬件相关，一般采用汇编语言实现。
- 核心内容：初始化 CPU 中堆栈指针寄存器、BSS 段（Block Storage Space），以及进行 CPU 芯片级的初始化，包括中断控制器、内存等的初始化。
系统引导 / 升级
- 选择方式：根据测试通信端口数据或判断特定开关，选择进入系统软件引导阶段或系统升级阶段。
- 系统引导阶段：有 RAM 启动（系统软件从 NorFlash 中读出并加载到 RAM 中运行，运行速度快，软件可压缩存储在 Flash 中）、NorFlash 启动（系统软件直接在 NorFlash 上运行）和外存启动（软件从外存中读取出来加载到 RAM 中运行，成本低）三种方式。
- 系统升级阶段：分为远程升级（通过网络，支持 TFTP、FTP、HTTP 等方式）和本地升级（使用超级终端或特定的升级软件进行）。
RTOS 的引导模式 • 需要 Boot Loader 的引导模式：采用高性能 RAM 的系统；受 RAM 空间的限制，运行时载入，让 PC 跳转到刚拷贝到内存的内核的首条指令 • 不需要 Boot Loader 的引导模式：对需要快速启动的系统；时间效率要求较高，空间限制较少。 • 方法：直接在 NorFlash 或 ROM 等非易失性主存介质中运行，启动速度快。
系统初始化
- 工作内容：完成操作系统等系统软件运行必需的初始化工作，如根据系统配置初始化数据空间，初始化系统所需的接口和外设。
- 执行顺序：首先完成内核的初始化，接着完成网络、文件系统等的初始化，最后完成中间件等的初始化工作。
应用初始化
- 工作内容：进行应用软件运行必需的初始化工作，包括应用任务的创建，信号量的创建，消息队列的创建，以及应用相关的其它初始化。
多任务系统运行
- 运行状态：系统进入多任务状态，操作系统按照已确定的算法进行任务的调度，各应用任务分别完成特定的功能。
acoral嵌入式系统
板级初始化 Boot：romInit()，上电后执行的第一个函数。关中断设置哑堆栈（dummy stack，也称虚拟堆栈），保存启动类型（冷启动和热启动）到堆栈上，清 Cache，初始化 CPU 内的寄存器，硬件初始化，主要是初始化 SDRAM 接口，调用 romStart()。
系统引导 Load ：romStart()，执行的第一个 C 程序。完成必要的硬件初始化：sysHwInit()，把 ROM 代码和数据段拷贝并重定位到 RAM，代码段未驻留在 ROM 中，拷贝代码段和数据段，代码段是驻留在 ROM 中的，只拷贝数据段。未用的内存(RAM)清零，需要时，要进行解压缩，跳转到 sysInit()。sysHwInit()功能：硬件初始化
系统初始化： sysInit()，依赖特定系统的汇编代码模块，类似 romInit()（不处理 RAM）。处理过程： 关中断，无效 Cache，初始化处理器的寄存器，包括 C 堆栈指针，清除所有悬置的中断，跳转到 usrInit()。
用户初始化：usrInit()，VxWorks 下的第一个 C 程序。无效 Cache，BSS 段清 0，保存启动类型，调用函数 intVecBaseSet()设置中断向量表基本地址，调用 sysHwInit()初始化硬件到静止状态：设备复位，并禁止其产生中断，调用 usrKernelInit()，选择适当的初始化函数完成初始化，调用 kernelInit()，初始化多任务环境。usrKernelInit()初始化内核可选组件。KernelInit()初始化多任务环境，启动内核。
系统启动：usrRoot()，初始化 I/O 系统、驱动器、设备，启动系统。 处理过程：
Ø 内存清零：memInit (pMemPoolStart, memPoolSize)； Ø 初始化 MMU 单元：usrMmuInit (); Ø 时钟设置：sysClkConnect()，sysClkRateSet()，sysClkEnable ()； Ø I/O 初始化：iosInit () ，限制了最多同时打开设备数； Ø 字符设备设置：ttyDrv()，缺省为对控制台的调用； Ø 初始化结构、信号、消息等：excInit()，logInit()，sigInit() Ø 初始化管道等：pipeDrv()，stdioInit()，mathSoftInit()或 mathHardInit()； Ø 初始化 USB、SCSI、IDE、SATA、网络等设备接口； Ø 配置并初始化目标代理机：wdbConfig() Ø 启动内核
Vxwork嵌入式系统
基本启动过程
RAM 中引导 VxWorks
快速启动
通用原理 针对影响因素，逐项优化 • 具体措施 没有完全通用的流程，只能针对具体应用优化 • 硬件优化 提升处理器性能、存储容量、... → 通用，但成本？ • 软件优化 优化启动运行过程！→ 代码优化；专用、延迟启动、待机、...
可信启动
可信 TCG（可信计算组织），若一个实体的行为总是以预期的方式朝着预期的目标前进，那么这个实体就是可信的 • 信任根 可信计算机系统可信的基点 • 一个可信计算平台必须包括三个信任根 可信度量根：对平台进行可信度量的基点 可信存储根：平台可信度量值的存储基点 可信报告根：平台向访问客体提供平台状态的报告基点 可信度量根核 上电后在可信度量根中第一个被启动的软件段 信任链 以信任根为基础逐级验证，最终得到一个可信启动信任链：E0→E1→E2→…→En
第五章 EOS 内核基础
• 优先级驱动 Priority Driven；任何时刻，总是将处理器分配给优先级最高的任务的机制 • 可调度性 Schedulability；一个任务的完成时间不大于截止时间（Deadline），称任务可调度；若系统所有任务可 调度，称系统可调度 • 优先级反转 Priority Inversion；高优先任务等待低优先级任务释放资源而被堵塞的情况 —— 产生死锁的原因 • 优先级继承 Priority Inheritance；优先级反转时，低优先级任务提高优先级确保继续执行以释放资源的方法
RTOS
| 对比项目 | RTOS | 通用 OS |
|---|---|---|
| 体系结构 | 整体、层次、微内核、构件化 | 整体、层次、微内核、构件化 |
| TCB 结构 | 增加时间参数：周期、截止时间等 | 名称、ID、优先级、当前状态、上下文等 |
| 任务调度 | 静态调度表、固定优先级（RM 类）、动态优先级（EDF 类）；原则上用户不能改变优先级 | 基于优先级的调度；时间片轮转调度；系统态优先于用户态；优先级可用户改变 |
| 内存管理 | 主要使用静态内存划分 | 采用虚拟存储机制 |
| 中断管理 | 多数中断处理转化为周期性查询任务；执行次序由统一考虑的优先级决定 | 中断处理优先于任务执行 |
| 共享资源问题 | 存在优先级逆转问题 | 信号量机制处理互斥访问 |
| 系统开销 | 所有系统操作的时间开销有界，需要量化 | 系统开销基本可忽略 |
| 系统功耗 | 需要严格管理 | 几乎可忽略 |
| 系统可重入性 | 系统内核可在调度点重入，实时性保证强 | 核心态不可重入，系统执行可预测性弱 |
| 可信保障 | 适应应用需要的等级要求 | 没有严格要求 |
第六章 内核的编写 ☆
aCoral，你电团队写的一个系统，其中任务即线程 源码下载
搭建 aCoral 交叉开发环境
• 基本模块：内核、文件系统、轻型 TCP/IP、GUI、简单应用服务 网页服务器、Telent 服务、文件操作、GUI 图形、测试、...
任务管理
任务与程序的区别
• 任务能真实地描述工作内容的并发性，而程序不能 • 程序是任务的组成部分：任务还包括数据、堆栈及其上下文环境等（TCB） • 程序是静态的，任务是动态的 • 任务有生命周期：诞生 → 消亡，是短暂的；而程序相对长久永存 • 任务具有创建等功能；而程序没有
硬嵌入式实时系统的实时确保措施：实时调度算法、任务控制块（TCB）设计，前端功能集成
掌握概念：任务控制块、资源控制块、任务状态切换、任务队列
任务调度策略
• 静态调度表驱动：类似火车时刻表；静态，开销小，可预测，实时保障强；不灵活 • 基于优先权的调度 使高优先级任务优先处理；优先级可静态赋予，或动态生成。分为可抢占的调度和非抢占的调度 。 • 时间片的调度：为每个任务分配每次执行的时间片，循环执行或依某种规则执行
创建任务
需要掌握相关代码
1、分配任务空间：acoral_get_res()，资源空间分配 2、策略初始化：acoral_policy_thread_init()，选择策略，初始任务参数，调用 acoral_thread_init() 3、任务初始化：acoral_thread_init()，初始堆栈空间、任务环境（寄存器） 4、挂就绪队列：acoral_resume_thread()，按一定的规则挂入就绪队列，等待任务启动 5、启动调度：acoral_sched()，选择当前执行任务
调度任务
确定任务调度的时机：即何时何地调用调度程序 acoral_sched() • 调度点 Scheduling Point，调用调度程序的具体位置 • 主要的调度点：中断服务结束时，任务因等待资源而被阻塞（挂起）时，周期开始或周期结束时，高优先级任务达到时、时间片结束时，关调度等状态打开时，主动调度与被动调度
主动调度：当前执行任务的时间片完
被动调度：某个事件触发的调度，如周期到达、高优先级任务就绪、突发事件等等
判断是否可调度
1、调度开始标志 acoral_ start_sched 任务初始化完？2、是否需要调度标志 acoral_need_sched 当进行一些操作导致需要调度时标记 3、是否中断执行中 类似高优先级任务正执行 4、调度锁 禁止调度标识，类似关中断
如何获取最高优先级任务
排队、查找算法速度都慢，采用优先级数组（位图）
任务切换
当前任务挂起，高优先级任务执行
普通模式下的任务切换：切换任务
中断模式下的任务切换：旧任务先被中断保存现场，若新任务优先级更高，中断退出时切换任务
事务机制
中断
中断处理：
（1）中断 CPU 当前执行 （2）保护被中断进程现场。 （3）分析中断原因，转去相应的中断处理程序。在多个中断请求同时发生时，处理优先级最高的中断源发出的中断请求。 （4）执行中断处理程序 （5）恢复被中断进程的现场 （6）CPU 继续执行原来被中断的进程。
中断服务程序的主要内容 保存上下文 保存中断服务程序将要使用的所有寄存器的内容，用于退出之前进行恢复现场 多设备共享中断 为确定产生该中断信号的设备，需要轮询这些设备的中断状态寄存器 具体的中断处理 恢复保存的上下文 执行中断返回指令，恢复被中断程序执行
acoral 中断
三种模式（类型） 实时中断（通用） 直接调用中断处理程序，不经过：HAL→hal_all→intr→ 中断处理程序 专家中断（专用，异常 ） 需要用户在中断处理程序中自己处理中断响应相关的操作，如清中断位等：特殊中断 普通中断 不需要任何中断硬件相关的操作，只需编写中断要做什么
时钟
时钟源： RTC（实时时钟，系统时基，独立供电）；定时器/计数器（系统时钟）
看门狗：在嵌入式操作系统中，硬件看门狗（Watchdog Timer，WDT）是一种独立于主处理器的硬件电路模块，通过定时器机制监控主处理器的工作状态。
- 工作原理：主处理器需定期（在定时器溢出前）向看门狗硬件发送 “喂狗” 信号（如写入特定寄存器），若因程序跑飞、死锁等故障导致未及时 “喂狗”，定时器溢出后看门狗会强制触发系统复位（如向主处理器发送复位信号）。
- 核心作用：通过硬件层面的独立监控，确保系统在软件故障时能自动恢复，避免因异常状态导致系统长时间瘫痪或失控
喂狗：将计数值赋给 WTCNT 寄存器；关看门狗：清 WTCON 寄存器
时钟管理
-
时间过程 定时器 → 脉冲信号 → 时钟中断 → HAL层 → 内核层 → ticks处理
acoral_Ticks_entry -
时间片 时钟中断 → ticks处理：任务执行时间 +1 → 时间片到？ → 调度
-
延迟操作 任务挂起 → 延时设置 → 时钟中断 → ticks处理：延时-1 → 延时=0？ → 重就绪
-
定时管理
内存管理
内存空间划分：代码区，静态数据区和动态数据区 堆（heap）：一种链式结构；动态分配 栈（stack）：一种线性结构；每个任务有私有“栈” • 静态分配：发生在编译和连接时，全局变量和静态变量；开始运行就分配，运行结束才释放 • 动态分配：发生在程序调入和执行时，局部变量和返回值等；需要时分配，使用完就释放 栈：函数的参数和返回值、局部变量、... 堆：malloc 和 free 分配/释放的内存，如指针。 内存泄漏：malloc 分配，但缺少 free 释放
RTOS 内存管理：不使用内存管理或只进行基本的内存管理，不使用虚拟存储技术，内存保护
RTOS 内存分配方案
1、一旦分配之后，不允许释放分配的内存，应用在硬实时嵌入式应用
2、使用一个最佳匹配算法，允许释放之前分配的内存块，但不合并相邻空闲块
应用对象：动态创建任务的小型实时系统；不能用在分配和释放随机字节堆栈空间的应用程序
DSA：整个内存按用户需求进行分区
3、使用 malloc()和 free()
4、使用一个最佳匹配算法，将相邻的空闲内存块合并成一个更大的块（包含一个合并算法），特别适用于移植层代码
TLSF（二级间隔表动态内存分配算法）算法思想
acoral 两级内存管理
第一级：改进的伙伴系统 划分要分配的内存块大小，每个内存块分配 2N 大小内存，解决内存外碎片和内碎片问题 第二级：根据第一级确定的大小进行具体物理内存分配，固定块和可变大小可选 使用方法： 应用程序 直接使用第一级管理模式 内核 可直接使用第二级管理模式
伙伴关系管理算法 ☆
每层需要三个结构：内存状态位图块 bitmap[m] [n]、空闲内存块链表数组 free_list[m] [n]、空闲内存块链表头 free_cur 指出了本层第一个空闲位图块内存状态位图块每位：0 代表无空闲，1 代表有 1 个空闲伙伴
每个基本内存块有一个控制结构 level = -1 ：该基本内存块尚未分配出去 level > 0 ：属于第 level 层 bitmap[m] [n]的某一位为 1：1~m-1 层，偶数块使用，level > 0；
存储初始化过程
内存回收：回收准备：状态；回收地址；... → 支持回收操作 获取基本内存块序号，依回收内存块的起始地址，获取该内存块所属层数，进入临界区进行合法性检查：地址、伙伴是否回收、已经回收、...顶层处理：回收内存，合并伙伴；不向上回收；非顶层：回收内存；判断，若伙伴未用：向上递归合并伙伴；否则不向上处理
acoral 第二级内存管理
原则：固定块和可变大小可选
固定大小内存管理
内存资源池储存管理 针对频繁使用的内存：如 TCB、ECB（事件控制块）、... 方法：事先对常用结构等分配一些固定内存块，形成资源池，以指针形式分配或回收
任意大小内存管理
需要多少分配多少。“一分为二”：将一块分为两块，一块分配给用户使用，剩下一块留作后续使用，同时改变大小标志 问题：不断调用 acoral_malloc2()会产生大量内存碎片
任务交互
任务间的协调机制：同步、互斥。资源访问的控制机制：互斥。 任务间通信机制：邮箱、消息、共享存储、管道、RPC、全局变量、.... 事件（组）：用于同步 异步信号：用于同步 邮箱、消息队列或管道：用于消息通信 全局变量、共享内存、Sockets、远程过程调用：同步与通信
互斥机制
互斥量
申请
释放
信号量
用于基本的互斥与同步
同步机制
利用信号量实现。
通信机制
邮箱
消息
接收
接收
第七章 调度算法
速率单调调度算法 RMS
假设条件：所有任务都是周期任务；任务的周期越小，优先级越高；任务之间相互独立：不进行通信，也不需要同步；不存在临界区。
实时静态优先级算法，用于周期性实时任务的调度，周期越短，优先级越高。周期任务理解为每一个周期来一个任务实例进入就绪状态。
可调度的 CPU 使用率上限为 ln2，偏低。
**系统可调度：每个任务 Ti 都可在其截止时间 Di 之前完成。**任务集 T 可调度的充分条件是：CPU 的利用率 ≤ n*(2^1/n-1)，n 为任务个数。
非周期任务的处理方式：后台方式执行非周期任务；周期性地查询非周期任务
例 1
| 任务 | 执行时间 | 周期时间 |
|---|---|---|
| T1 | 1 | 4 |
| T2 | 1 | 5 |
| T3 | 1 | 10 |
Ei 为执行时间，Pi 为周期时间。
例 2
初始时所有任务同时到达
| 任务 | 执行时间 | 周期时间 |
|---|---|---|
| T1 | 2 | 5 |
| T2 | 3 | 15 |
| T3 | 4 | 20 |
Ui：2/5 + 3/15 + 4/20 = 0.8
最早截止时间优先算法 EDF
假设条件：所有任务不必都是周期任务，任务的相对截止时间等于任务的周期：Di = Pi。
任务集 T 可调度的充要条件是 CPU 的利用率 ≤ 1，(C1/T1)+(C2/T2) +... + (Cn/Tn) ≤ 1。理论可调度上限为 100%。
对于非周期性任务，只要每个任务的执行时间 (Ci) 满足 (Ci= Di - Ai)（(Di) 为截止时间，(Ai) 为到达时间），且系统能动态响应截止时间变化，则可调度。
例 3
| 任务 | 执行时间 | 周期时间 |
|---|---|---|
| T1 | 2 | 5 |
| T2 | 3 | 10 |
| T3 | 4 | 15 |
最低松弛度优先算法 LLF
最好的单处理器动态调度算法
松弛度=必须完成时间 − 剩余执行时间 − 当前时间
死锁
定义：一组任务中，每个任务都无限等待该组中另一任务占用的资源，而永远的不到资源的现象
死锁产生：需要满足四个条件 资源独占：每个资源只能给一个任务使用 不可抢占：资源只能由占有者自愿释放 请求与保持：每个任务请求资源，同时也占有资源 循环等待：存在一个任务对资源的等待环路
优先级反转
优先级继承
继承的缺点：当低优先级任务 A 继承高优先级任务 B 的优先级后，若任务 A 同时被另一高优先级任务 C 阻塞，系统可能因循环等待资源而陷入僵局
天花板
指控制访问临界资源的信号量的优先级天花板
第八章 内核移植
概述
移植：将程序代码从一种运行环境转移到另一种运行环境 内核移植：将内核代码从一种硬件平台转移到另一种硬件平台上运行。将已在某一特定 CPU(或 SOC 芯片)上运行的 RTOS 内核在另一 CPU(或 SOC 芯片)上运行起来。移植工作大部分是和硬件相关，需要针对具体 CPU 或芯片进行有区别的代码编写。
为何需要移植
基本内核庞大，不符合应用需要，如 Linux。厂家只提供了一种环境的 Demo。
应用环境以前不支持某种 RTOS；从裸板开始；硬件可裁剪性：对不同应用，工程师们设计的硬件电路会有所不同，导致原代码可能无法正确运行 → 必须结合自己的硬件电路，对已有的内核代码进行修改移植。
移植的内容
简单过程：内核配置、内核编译和内核下载 通用过程：硬件抽象层 HAL 移植（针对不同目标板改写相关代码），项目移植（处理规则不一致的问题）
HAL 移植
与硬件相关的代码
• 启动：启动过程、... • 中断：中断环境保存/恢复、中断屏蔽、开/关中断、时钟中断等操作 • 任务切换：任务环境保存/恢复 • 内存：不同 CPU 支持的内存不一致，不同 RTOS 管理方式也不一致 • 驱动程序：设备的控制接口等
注意事项
规范化： • 启动文件：必须有 start 名字的启动文件，后缀随编译器等变化 • 头文件：针对可能移植的接口，需要定义两个头文件 —— 需要移植的、不必移植的 • 命名规范：对每类需要移植的接口，规范命名，如硬件相关 acoral 中采用 HAL_XXX
项目移植
项目移植的类别
同 OS 下软件项目移植；不同 OS 间软件项目移植；针对不同硬件平台的软件项目移植。 移植的基本限制：相互之间比较类似的需求/项目。
步骤
生成对应开发板的项目
• 创建一个项目环境 Proj：类似于利用 Eclipse 创建项目环境；但对许多嵌入式项目，相关的文件夹（如 include、lib、src、drivers、...）等必须手工创建 •芯片相关的文件移植：针对 S3C2410，需要将 HAL 下 S3C2410 相关文件夹移到 Proj 环境中（拷贝） • 驱动相关的文件移植：针对 S3C2410，需要将 drivers 下 S3C2410 相关文件夹移到 Proj 环境中
调整/修改项目内容
• 驱动文件的变更：保留相同外设的驱动（其中可能需要根据 CPU 的支持情况改写部分代码），增加原环境中不存在的外设驱动 • 内核文件的变更：参照前文 —— 可能需要配置相关环境文件 • 示例：基于无线网络的信息显示系统 —— 从 Intel 环境移植到 ARM 环境
编译运行内核
• 编译内核：用 Ubuntu 的 GCC 编译移植过来的 aCoral 内核，其中包含利用 aCoral 的简单工具进行相关配置 • 烧写内核：将编译好的内核烧写到目标板上。连接串口：minicom；安装烧写工具：DNW；烧写与运行 aCoral