eCos是一个优秀的嵌入式实时操作系统。eCos的体系结构是一种分层结构,硬件抽象层将操作系统与硬件隔离开,这为把eCos移植到不同的硬件平台提供了便捷的方法,抽象层就像软件与硬件之间的桥梁。主要的移植思想是,按照eCos的模块化设计,完成硬件抽象层。
引言
目前,嵌入式操作系统的种类较多,其中比较流行的有VxWorks、Windows CE、Psos、Palm OS、嵌入式Linux等。这些嵌入式操作系统在开放性、实用性以及性能等方面各有千秋,但大多数为商用产品。除了商用产品外,还有一些免费的嵌入式操作系统,uClinux是其中比较流行的,而eCos则是另一个选择。嵌入式可配置操作系统eCos(Embedded Configureable Operating System)的特点是可配置性、可裁减性、可移植性和实时性。它的一个主要技术特色就是功能强大的配置系统,可以在源码级实现对系统的配置和裁减。与Linux的配置和裁减相比控制工程网版权所有,eCos的配置方法更清晰、更方便;且系统层
eCos现在由Red Hat维护,可支持的处理器包括:ARM、StrongARM、XScale、SuperH、Intel X86、PowerPC、MIPS、AM3X、Motorola 68/Coldfire、SPARC、Hitachi H8/300H和NEC V850等。源代码及开发工具可在Red Hat的网站上免费下载,网页地址是http:/sources.redhat.com/ecos。
1、eCos的层次结构
eCos采用模块化设计,由不同的功能组件构成,eCos系统的层次结构如图1所示。
这种层次结构的最底层是硬件抽象层(Hardware Abstraction Layer),简称为HAL,它负责对目标系统硬件平台进行操作和控制,包括对中断和例外的处理,为上层软件提供硬件操作接口。只需提供新硬件的抽象层,就可以将整个eCos系统包括基于eCos的应用移植到新的硬件平台上。
2、构建eCos系统
构建eCos系统首先要搭建自己的硬件抽象层CONTROL ENGINEERING China版权所有,然后创建驱动程序,之后就可以编制应用程序了。
3、硬件抽象层的移植
硬件抽象层分为三个不同的子模块:体系结构抽象层(Architecture HAL)、变体抽象层(Variant HAL)和平台抽象层(Platform HAL)。
体系结构抽象层。eCos所支持的不同处理器系列具有不同的体系结构,如ARM系列、PowerPC系列、MIPS系列等。体系结构抽象层对CPU的基本结构进行抽象和定义,此外它还包括中断的交付处理、上下文切换、CPU启动以及该类处理器结构的指令系统等。
变体抽象层指的是处理器在该处理器系列中所具有的特殊性CONTROL ENGINEERING China版权所有,这些特殊性包括Cache、MMU、FPU等。eCos的变体抽象层就是对这些特殊性进行抽象和封装。
图1
平台抽象层是对当前系统的硬件平台进行抽象,包括平台的启动、芯片选择和配置、定时设备、I/O寄存器访问以及中断寄存器等。
硬件抽象层的这三个子模块之间没有明显的界线。对于不同的目标平台,这种区分具有一定的模糊性。例如,MMU和Cache可能在某个平台上属于体系结构抽象层,而在另一个平台上则可能属于变体抽象层的范围;再比如,内存和中断控制器可能是一种片内设备而属于变体抽象层,也可能是片外设备而属于平台抽象层。
eCos的移植通过这三个子模块来完成CONTROL ENGINEERING China版权所有,即平台抽象层的移植、变体抽象层的移植和体系结构抽象层的移植。对一个新的体系结构来说,其系统结构抽象层的建立相对来说比较困难。eCos支持大部分当前广泛使用的嵌入式CPU,已具有了支持各种体系结构的硬件抽象层。因此,eCos的移植很少需要进行体系结构抽象层的编写。
4、平台抽象层的移植
一般来说,进行eCos开发时,移植的主要工