優(yōu)化的嵌入式系統設計資源簡(jiǎn)化匯聚式處理器應用

　　廣泛優(yōu)化的操作系統資源

　　除了硬件平臺之外，嵌入式操作系統的選擇對于正在從事新的嵌入式開(kāi)發(fā)項目的工程師來(lái)說(shuō)同樣重要。對于Blackfin處理器來(lái)說(shuō)，除了處理器本身的獨特性能特性?xún)?yōu)勢外，強大的嵌入式操作系統資源是該處理器獲得廣泛應用的另一個(gè)關(guān)鍵因素。Blackfin處理器支持包括VisualDSP自帶的操作系統內核(VDK)、ThreadX、uCLinux和Nucleas等獲得業(yè)界廣泛應用的操作系統，避免了工程師在從其它處理器平臺移植到Blackfin平臺時(shí)因更改操作系統而延長(cháng)終端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。這些操作系統各自具有不同的特性和功能以及具有不同的價(jià)格、版權費用條款。從特性上看，有代碼非常緊湊、復雜度低的操作系統(VDK)，有復雜、具有豐富特性的操作系統(如uClinux)，具有極高可靠性的INTEGRITY，專(zhuān)注于汽車(chē)市場(chǎng)需求的RTA-OSEK，等等 。下面將對以下幾類(lèi)操作系統進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

　　Blackfin處理器支持的主要操作系統及第三方供應商列表。

　　1. ThreadX

　　Express Logic公司的ThreadX是優(yōu)秀的硬實(shí)時(shí)嵌入式操作系統，具有代碼規模小、實(shí)時(shí)性強、可靠性高、方便使用等特點(diǎn)，廣泛應用于汽車(chē)電子、消費電子、工業(yè)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò )解決方案、軍事與航空航天等領(lǐng)域中。Express Logic公司作為全球重要的嵌入式操作系統提供商具有強大的產(chǎn)品研發(fā)能力，從而保證了該操作系統的持續升級。最新的ThreadX V5.2版本在小型化的ThreadX 5.1框架基礎上進(jìn)一步提升了系統速度性能，并引入了友好的開(kāi)發(fā)特性，例如動(dòng)態(tài)事件過(guò)濾、擴展的事件跟蹤、SMP增強特性以及降低對全局存儲器的需求。

　　Express Logic公司與ADI公司建立了深入的合作關(guān)系，針對ADSP-BF534、ADSP-BF536和ADSP-BF537處理器提供了優(yōu)化的實(shí)時(shí)操作系統，針對Blackfin雙內核處理器ADSP-BF561開(kāi)發(fā)了增強版的ThreadX實(shí)時(shí)操作系統(ThreadX SMP RTOS)，該產(chǎn)品大大簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)商管理在雙內核SMP嵌入式處理器上的編程任務(wù)，為Blackfin處理器的雙內核提供負載平衡，縮短了雙內核平臺的開(kāi)發(fā)過(guò)程(ThreadX SMP版本是消費電子應用中第一個(gè)真正的多處理器開(kāi)發(fā)環(huán)境)。ThreadX實(shí)時(shí)操作系統可為Blackfin用戶(hù)提供實(shí)時(shí)、多線(xiàn)程應用，Express Logic的picokernel結構使該產(chǎn)品具有很高的性能和極小的代碼規模，最小采用4KB的獨立文件構建所有系統服務(wù)。針對Blackfin處理器優(yōu)化的ThreadX還與ADI公司的VisualDSP++集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)的無(wú)縫集成，進(jìn)一步優(yōu)化了嵌入式系統開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　2. uClinux

　　Linux是一種獲得廣泛應用的嵌入式操作系統，在所有主流的嵌入式系統中，嵌入式Linux無(wú)疑具有非常重要的地位。無(wú)論是其超強的網(wǎng)絡(luò )功能，可任意裁剪以適應小巧的嵌入式系統，完全免費、通用的Linux API的特點(diǎn)，以及全球擁有數千萬(wàn)的愛(ài)好者所產(chǎn)生的廣泛開(kāi)放資源，都使其成為嵌入式應用中的重要力量。uClinux是針對微處理器應用的Linux系統，完全開(kāi)放源碼，并針對嵌入式應用的特點(diǎn)對Linux的內核進(jìn)行了修改和重新編譯，內核更小。uClinux包含Linux常用的API，保留了原來(lái)Linux操作系統具有的高穩定性、強大的網(wǎng)絡(luò )功能和卓越的文件系統支持功能等優(yōu)點(diǎn)。

　　uClinux操作系統可直接運行于Blackfin處理器，對于很多嵌入式應用來(lái)說(shuō)，在與Blackfin處理器同等價(jià)位的方案中很少有能支持Linux的。然而，在面向特定的嵌入式應用時(shí)，例如內存空間有限或需要實(shí)時(shí)確定性以及高安全性能的應用，Linux仍存在許多挑戰。工具鏈的改善、不斷演變的標準化努力等，都有助于提升Linux對于所有嵌入式應用的價(jià)值。為此，ADI公司在uClinux里集成了大量硬件驅動(dòng)和應用例程，包括無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)驅動(dòng)、音/視頻編解碼器驅動(dòng)等，從而將幫助客戶(hù)非常方便地從原來(lái)的系統移植到Blackfin平臺上來(lái)。此外，ADI還與全球領(lǐng)先企業(yè)建立了廣泛的合作關(guān)系，為基于Linux的Blackfin嵌入式系統應用開(kāi)發(fā)提供了大量的優(yōu)化的操作系統應用資源。ADI與公認的uClinux先驅Arcturus Networks公司聯(lián)合推出的新型uCBF54x啟動(dòng)開(kāi)發(fā)工具套件和系統模塊就是這樣的一個(gè)范例。該開(kāi)發(fā)套件可以加快具有多通道語(yǔ)音、mini PBX或IP視頻能力的嵌入式媒體設備的開(kāi)發(fā)過(guò)程，提供的軟件包括開(kāi)源uClinux BSP(板級支持包)以及Arcturus語(yǔ)音與管理中間件，包括完整的SIP和RTP堆棧。經(jīng)過(guò)多年積累，Blackfin Linux已經(jīng)成為嵌入式系統領(lǐng)域最為穩定的嵌入式Linux發(fā)行包之一。

　　3. µC/OSII

　　μC/OSII作為一個(gè)源碼公開(kāi)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統，可以支持64個(gè)任務(wù)，同時(shí)支持信號量、消息隊列、郵箱等多種常用的進(jìn)程間通信方式。該操作系統程序可讀性強、移植性好、可裁剪，并已在通信、電子、自動(dòng)化等領(lǐng)域的嵌入式設備中獲得了大量的應用。µC/OSII是Blackfin所支持的RTOS之一，在高速的Blackfin處理器上有很強的硬實(shí)時(shí)性能，操作系統中斷響應時(shí)間約為110周期(600MHz下約0.18us)，同樣針對Blackfin處理器的主要目標應用集成了大量硬件驅動(dòng)模塊和各種庫資源。

　　如果上述的操作系統都不能滿(mǎn)足您的目標應用需求，那么您可以采用隨VisualDSP自帶的操作系統內核(VDK)。VDK是一個(gè)小而健壯的內核，支持當前所有的Blackfin處理器以及未來(lái)可能出現的新Blackfin處理器產(chǎn)品，基于VDK的嵌入式系統開(kāi)發(fā)能滿(mǎn)足在不同Blackfin處理器之間的API兼容性。更重要的是，使用VDK不需要支付任何額外的成本，無(wú)須支付許可證費用或使用費，它是作為VisualDSP 的一部分提供的，會(huì )隨著(zhù)VisualDSP 的升級而升級。VDK很好地整合到了VisualDSP中，在項目的靜態(tài)設置(如線(xiàn)程創(chuàng )建和信號量)管理非常方便，提供了很多的便利功能，包括線(xiàn)程、優(yōu)先級、信號量、消息傳遞、關(guān)鍵域和禁止調度域等