基于ARM7核处理器VxWorks系统BSP设计

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:该文主要介绍了SAMSUNG公司的基于ARM7TDMI核S3C4510B微处理器,并详细介绍了利用该处理器所设计的嵌入式系统以及VxWorks操作系统下BSP(Board Supported Package)的开发。 关键词:ARM7TDMI S3C4510B VxWorks BSP 1 介绍 S3C4510B是三星公司推出的针对嵌入式应用的16/32 位嵌入式处理器,该微控制器专为以太网通信系统的集线器和路由器而设计,具有低成本和高性能的特点, S3C4510B中内置了ARM公司设计的16/32位ARM7TDMI处理器, 可以执行32位的ARM指令,也可执行16位的THUMB指令, 并集成了多种外围部件,主要有: ● 时钟频率50MHz ● 内核/IO电压3.3V ● 8KB的Cache/SRAM ● 一个10/100Mbps 以太网控制器,MII接口 ● 两个HDLC通道,每个通道可支持10Mbps ● 两个UART通道 ● 两个DMA通道 ● 两个32位定时/计数器 ● 18个可编程I/O口 ● 中断控制器,支持21个中断源,包括4个外部中断 ● 支持SDRAM,EDO DRAM,SRAM,Flash等 ● 具有扩展外部总线 ● JTAG接口,支持软件开发 ,硬件调试 S3C4510B支持目前常用的嵌入式操作系统,如VxWorks、pSoS、ucLinux等,本文将主要介绍VxWorks操作系统下的软件开发。 ARM7TDMI是ARM家族通用的一款32位微处理器,它主要为用户提供了高性能、低价格解决方案。 ARM7TDMI具有三级流水线的32位RISC处理器,处理器结构为冯%26;#183;诺依曼Load/Store。该CPU具有两种指令集,即ARM和Thumb指令集。ARM指令集是32位,它可以利用CPU最大性能;而Thumb指令集则是16位指令集。 ARM7TDMI内核方块图如图1所示。 2 系统硬件图 该系统主要以S3C4510B为核心,外围集成了以太网卡、SDRAM、FLASH、UART以及HDLC等。图2是以S3C4510B为核心的最小系统设计图。 SDRAM选用HY57V653220(8Mbyte)、两片FLASH分别为AM29F040(存放bootrom)和T28F160BT(作为文件系统用)。 3 VxWorks操作系统下BSP构建 在完成板上基本硬件的测试后,下面我就开始对vxWorks操作系统下BSP进行开发,开发前需要做一些准备工作,如准备开发工具等。 ① 开发工具用的是Tornado2.2 for ARM; ② 参考资料有BSP Kit、S3C4510B DataSheet; ③ 参考Tornado2.2 for ARM下自带的wrSBCArm7 BSP; ④ 烧写程序采用编程器。 通常在开发BSP的时候,我们需要在Tornado原带BSP目录下找一个与我们所用的处理器相同或相近。与BSP相关的文件有:romInit.s、sysAlib.s、bootInit.c、bootConfig.c、sysLib.c、config.h、configNet.h、makefile以及与我们硬件相关的,如串口sysSerial.c等。由于篇幅所限,具体的文件作用在此就不说了。下面主要根据S3C4510B来阐述一下BSP开发步骤。 (1)拷贝BSP 将wrSBCArm7 BSP拷贝一份并命名为4510BSP,接下来的工作就是修改该目录下的文件,从而得到自己的BSP。 (2)修改MakeFile文件 修改4510BSP目录下的makefile文件,修改如下几行: TARGET_DIR = 4510BSP # changed by caiyang VENDOR = CAI # changed by caiyang BOARD = MyArmBoard # changed by caiyang ROM_TEXT_ADRS = 01000000 # ROM entry address ROM_WARM_ADRS = 01000004 # ROM warm entry address ROM_SIZE = 00080000 # number of bytes of ROM space RAM_LOW_ADRS = 00006000 # RAM text/data address (bootrom) RAM_HIGH_ADRS = 00486000 # RAM text/data address (bootrom) MACH_EXTRA = 注解:ROM_TEXT_ADRS:BOOT ROM的入口地址。对大多数板来说,这就是ROM地址区的首地址,然而也有的硬件配置使用ROM起始的一部分地址区作为复位向量,因此需要根据此设置偏移量作为它的地址。这个偏移量因CPU结构而定。 ROM_WARM_ADRS:BOOT ROM热启动入口地址。它通常位于固定的ROM_TEXT_ADRS+4的地方。当需要热启动时,sysLib.c文件中sysToMonitor( )函数代码明确的跳转到ROM_WARM_ADRS地址处开始执行。 ROM_SIZE:ROM实际大小。 RAM_LOW_ADRS:装载Vxworks的地址。 RAM_HIGH_ADRS:将Boot Rom Image拷贝到RAM的目的地址。 注意:RAM_LOW_ADRS 和 RAM_HIGH_ADRS 都是绝对地址,通常位于DRAM起始地址的偏移量处,该偏移量取决于CPU结构,这需要参考VxWorks内存分布。对于ARM的内存分布请看图3,从图3可以看出RAM_LOW_ADRS在DRAM+0x1000处。这些地址对于S3C4510B来说都应该是重映射后的地址。 (3)修改config.h文件 主要是修改ROM_BASE_ADRS、ROM_TEXT_ADRS、ROM_SIZE、RAM_LOW_ADRS、RAM_HIGH_ADRS和undef掉不需要的部分。注意这些应该和makefile文件中设置的一致。 (4)修改romInit.s文件 CPU一上电就开始执行romInit( )函数,因此在romInit.s代码段中它必须是第一个函数。对于热启动,处理器将会执行romInit( )加上4后的代码(具体参考sysLib.c中的sysToMonitor( )函数)。更多的硬件初始化在sysLib.c中sysHwInit( )函数中,romInit( )的工作就是做较少的初始化并把控制权交给romStart( )(在bootInit.c文件)。 在S3C4510B处理器中,romInit.s文件主要做了以下几个工作: ① 禁止CPU中断并切换到SVC32模式; ② 禁止中断控制器; ③ 初始化SYSCFG、EXTDBWTH、ROMCON0、ROMCON1、DRAMCON0等寄存器,同时初始化了FLASH、SDRAM、DM9008等外围设备; ④ 将FLASH的内容拷贝到SDRAM中; ⑤ 改变FLASH和SDRAM的基地址,将SDRAM基地址改为0; ⑥ 初始化堆栈指针; ⑦ 跳转到C程序romStart( )函数中。 在这里,只需要修改SYSCFG、EXTDBWTH、ROMCON0、ROMCON1、DRAMCON0等寄存器来设置FLASH、SDRAM、DM9008的基地址和大小即可。这需要根据板上的配置来修改,修改的内容在wrSbcArm7.h文件中。 BSP基本部分就已经修改完成,至于bootInit.c和bootConfig.c文件,我们一般不需要修改它,只是在调试过程中为了方便调试,可以将他们拷贝到BSP目录下,然后修改makefile文件,在makefile文件中添加如下两句。 BOOTCONFIG = bootConfig.c BOOTINIT = bootInit.c (5)利用tsfs(target server file system)下载 要利用tsfs下载VxWorks,首先需要配置以下内容: ① 在config.h文件中添加如下内容 /* Serial port configuration */ #define INCLUDE_SERIAL #undef NUM_TTY #define NUM_TTY N_SIO_CHANNELS #undef CONSOLE_TTY #define CONSOLE_TTY 0 #undef CONSOLE_BAUD_RATE #define CONSOLE_BAUD_RATE 38400 /*** WDB ***/ #ifdef SERIAL_DEBUG #define WDB_NO_BAUD_AUTO_CONFIG #undef WDB_COMM_TYPE #undef WDB_TTY_BAUD #undef WDB_TTY_CHANNEL #undef WDB_TTY_DEV_NAME #define WDB_COMM_TYPE WDB_COMM_SERIAL /* WDB in Serial mode */ #define WDB_TTY_BAUD 38400 /* Baud rate for WDB Connection */ #define WDB_TTY_CHANNEL 1 /* COM PORT #2 */ #define WDB_TTY_DEV_NAME "/tyCo/1" /* default TYCODRV_5_2 device name */ #endif /* SERIAL_DEBUG */ /* tsfs added by caiyang */ #define INCLUDE_TSFS_BOOT 并修改引导行为 #define DEFAULT_BOOT_LINE par "tsfs(0,0)host:vxWorks f=8 h=169.254.72.67 e=169.254.72.68 u=caiyang pw=caiyang" 注:串口1用来显示引导信息,相当于PC机中的显示器,串口2用来下载VxWorks和调试。同时串口2波特率不能太高,经测试115200好像不行。 ② 配置target server 启动Tornado开发环境,选择Tool->target server菜单。在下拉菜单中选“target server file system”并选中Enable File System,然后目录指向Vxworks所在的地方。同时注意要把Tornado Registry打开,这样配置完后点击Launch按钮即可连接成功,此后就可以通过串口2下载VxWorks和调试。 一般情况下,我们首先调试好BSP,然后在调试网卡。所以在调试网卡前,我们需要用串口来下载VxWorks映像。 至此,我们的BSP就开发完成。 4 结论 在没有调试BSP的硬件工具如仿真器的时候,我们只能通过点灯或者串口输出来定位程序执行的正确性。这大大增加了调试难度和进程。对于BSP开发,一般需要从一个模板来修改。BSP开发的正确性直接影响到VxWorks系统运行的稳定性。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/embed/200703/11045.html
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