基于PSOS的TM1300應用系統中的BSP研究
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板級支持包ＢＳＰ屬于嵌入式系統的一部分，它相當于一個(gè)板級驅動(dòng)程序，實(shí)際上也是用來(lái)描述運行于嵌入式微處理器上的軟件與外圍芯片之間接口的一個(gè)軟件層。
本文針對基于ＰＳＯＳ嵌入式操作系統的ＰＨＩＬＩＰＳ ＴＭ１３００多媒體應用系統ＰＣＩ卡，提出了一種ＢＳＰ 的函數組織方法。ＴＭ１３００的核心是３２位處理器，能夠進(jìn)行３２位的線(xiàn)性尋址，尋址能力可達到４ＧＢ。ＴＭ１３００核心處理器采用的是ＶＬＩＷ ?超長(cháng)指令字?結構，可以在每一時(shí)鐘周期內同時(shí)進(jìn)行５個(gè)操作，每秒可完成７０億次指令運算。ＴＭ１３００支持１６ｋＢ的數據高速緩存和３２ｋＢ的指令高速緩存，而且數據高速緩存是雙端口的，允許同時(shí)雙向接入。方便的ＰＣＩ接口允許其在主機（ＰＣ）視頻卡上顯示圖像。從ＴＭ１３００來(lái)看，只有ＤＳＰＣＰＵ和ＩＣＰ單元可以對ＰＣＩ接口進(jìn)行操作，而從ＰＣＩ來(lái)看，ＳＤＲＡＭ和絕大部分處于ＭＭＩＯ空間的寄存器都能夠被外部ＰＣＩ初始化器件所訪(fǎng)問(wèn)。圖像協(xié)處理器ＩＣＰ則可給活動(dòng)視頻提供一個(gè)用于顯示支持的交迭窗口仲裁號碼。ＴＭ１３００使用ＩＩＣ串行總線(xiàn)來(lái)配置其外圍器件，并可以在主從兩種模式下工作。此外，它還擁有一個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)單（或多）處理器操作系統內核，并采用基于優(yōu)先級的任務(wù)調度方式，此外，它還支持可搶占的、以及基于時(shí)間片的調度策略。
１?。校樱希釉谙到y中的地位
１．１ ＤＥＶＩＣＥ ＬＩＢＲＡＲＹ
將ＰＳＯＳ的模塊化技術(shù)與板級支持包ＢＳＰ相結合可使ＢＳＰ把上層模塊及應用軟件與底層硬件分開(kāi)，從而保證開(kāi)發(fā)不受處理器及外圍硬件更新的影響，而只需對ＢＳＰ 中的設備驅動(dòng)程序做簡(jiǎn)單的改動(dòng)即可使其適合于更新或全新的硬件。這在很大程度上減少了開(kāi)發(fā)該系統多個(gè)版本的工作量。另外，由于ＢＳＰ把ＰＳＯＳ的內核與目標機硬件隔離開(kāi)來(lái)，從而使操作系統內核完全與設備無(wú)關(guān)，保證了內核的穩定性，同時(shí)提高了應用系統的可靠性。
對于視頻接口中的Ａ／Ｄ部分，ＳＡＡ７１１４的位置可以由ＳＡＡ７１１３來(lái)代替，這一硬件上的改動(dòng)將只體現在板級支持包的變化上，而其上層應用軟件不受影響。
ＢＳＰ包括一個(gè)或多個(gè)例程，可用來(lái)定義特定電路板上的外圍芯片，以提供針對這些芯片的基本操作功能，并完成對外圍芯片的初始化及各寄存器的設置等工作，圖１所示是其系統結構。圖中，ＢＳＰ一方面用于完成外圍芯片的初始化；另一方面，在需要時(shí)改變各芯片的內部設置，從而使硬件按用戶(hù)的要求工作于不同的狀態(tài)。而應用程序、Ｉ／Ｏ管理器及操作系統內核則通過(guò)ＢＳＰ來(lái)對ＰＣＩ卡硬件進(jìn)行操作。
１．２ ＰＳＯＳ ＢＳＰ
必須清楚：ＰＳＯＳ ＢＳＰ 與ＴｒｉＭｅｄｉａ ＤＥＶＩＣＥ ＬＩ-ＢＲＡＲＹ ＢＳＰ是不同的。ＰＳＯＳ ＢＳＰ包括了設備驅動(dòng)?ｄｒｖ＿ｃｏｎｆ．ｃ只包含這些驅動(dòng)的開(kāi)關(guān)控制?的ＰＳＯＳ 啟動(dòng)碼、 ＰＳＯＳ 配置碼和訪(fǎng)問(wèn)硬件庫（例如：在系統定時(shí)及安裝中斷句柄時(shí)所需的庫）。它們是ＰＳＯＳ的一部分，而不是應用程序的一部分。ＰＳＯＳ ＢＳＰ應當適合ＰＳＯＳ操作系統的配置（在ｓｙｓ＿ｃｏｎｆ．ｈ中配置）。由于要把這些特定應用程序的配置參數編譯到ＰＳＯＳ 內核中，所以，每次應用中都應該重新編譯。而不可能用庫來(lái)實(shí)現。
２?。拢樱械木帉?xiě)及實(shí)現
一般情況下，ＢＳＰ對板卡中每個(gè)芯片的操作都通過(guò)多個(gè)函數來(lái)完成。如果應用程序對板卡的操作都直接通過(guò)調用ＢＳＰ中的函數來(lái)完成，那將很不利于源程序的調試。更重要的是，應用程序的可移植性會(huì )降低，如果硬件作了修改，應用程序可能也得做一定的變動(dòng)，這樣就不能達到有效使用ＢＳＰ的目的。所以，本文提出把能完成某個(gè)特定功能的函數封裝在一個(gè)庫文件中，并放在應用程序與ＢＳＰ之間。這樣，應用程序通過(guò)調用少量的庫函數就可控制硬件以實(shí)現不同的功能。當底層硬件變動(dòng)時(shí)，只需修改底層實(shí)際執行的函數及相應的庫函數，而應用程序基本不必修改，從而縮短了開(kāi)發(fā)周期。
另外，ＢＳＰ中有對各個(gè)外圍芯片操作的多個(gè)函數。因此，針對一個(gè)可升級的系統，如何高效地管理這些函數就顯得尤為重要。在ＳＤＥ２．２開(kāi)發(fā)環(huán)境中，它采用一個(gè)稱(chēng)為注冊表的模塊來(lái)管理這些函數。該模塊的內部結構對開(kāi)發(fā)人員是透明的，它的功能就是將ＢＳＰ 中的函數進(jìn)行注冊，當其他程序需要調用這些函數時(shí)，可通過(guò)檢索注冊表來(lái)完成。
２．１ 編寫(xiě)ＢＳＰ函數
對每個(gè)芯片來(lái)說(shuō)，都應當有初始化函數，且都有為實(shí)現不同功能而對各寄存器設置的函數及讀取各狀態(tài)寄存器內容的函數等。在初始化函數中，要完成對各個(gè)配置寄存器的初始化設置以使其能在缺省狀態(tài)工作。根據應用程序對硬件的不同要求，配置函數應能完成各種功能，如工作方式的調整、中斷設置、寄存器設置等。而狀態(tài)讀取函數可以獲取各個(gè)芯片當前的狀態(tài)并返回給應用程序。由于在這些底層函數中要用到大量的位運算，所以建議在頭文件中多使用宏定義以增加程序的可閱讀性。為了利用上述思想，這里所有的函數名都使用函數指針變量來(lái)表示。
２．２ 每個(gè)芯片定義一個(gè)結構體
在該結構體中，一般首先定義對該芯片操作的各函數的函數指針，再定義對應的結構體變量，然后將各函數添加到該結構體變量中。這樣，關(guān)于每個(gè)芯片的函數都包含在各自的結構體中，便于程序的閱讀、調試及維護。
編譯連接產(chǎn)生ｍｙｂｏａｒｄ＿ｂｓｐ．ｏ文件時(shí)，可用此文件替換開(kāi)發(fā)系統中Ｔｒｉｍｅｄｉａ安裝目錄下ｔｍｃｏｎｆｉｇ?無(wú)擴展名?文件中對ＢＳＰ的指定，也可以在編譯應用程序時(shí)特別指定。
為了保持ＢＳＰ對用戶(hù)應用程序的透明性，設計時(shí)應定義相應的庫函數。如打開(kāi)ＳＡＡ７１１３芯片的函數ＳＡＡ７１１３．ＯＰＥＮ??，關(guān)閉該芯片的函數ＳＡＡ７１１３．ＣＬＯＳＥ??等。一般情況下，用戶(hù)應用程序通過(guò)調用庫函數來(lái)實(shí)現對該芯片的操作而不關(guān)心底層如何工作。因而需要在庫函數中定義一個(gè)同樣類(lèi)型的結構體變量指針。在庫函數中，應在注冊表中檢索前面對應的結構體重對應函數指針，并將該地址賦值給庫函數中定義的該結構體的函數指針變量，這樣，就可通過(guò)調用相應的ＢＳＰ函數和進(jìn)行必要的中斷操作來(lái)完成其功能。
在應用程序執行過(guò)程中，如果需要對硬件進(jìn)行操作，只需調用相應的庫函數即可，庫函數通過(guò)ＢＳＰ函數指針實(shí)現對底層函數的調用。如果有必要，底層函數執行完后可返回硬件當前的狀態(tài)。這樣的結構不僅可減少應用程序代碼，也可使應用程序的結構更加清晰。同時(shí)還可使整個(gè)操作流程層次分明，對ＢＳＰ的維護也更加方便。當系統升級時(shí)，如果需要更改硬件的部分芯片，只需修改底層函數和所更改部分的函數即可。庫函數也只需很少的更改，而應用程序不用更改或只需很少量的更改，這在很大程度上提高了應用程序的可移植性。
３?。拢樱薪Y構在ＴＭ１３００系統中的實(shí)現
對于本圖像處理系統所能實(shí)現的功能，此處不再贅述，在該系統中，用本文所描述的方法能夠很好地解決應用程序對底層硬件的操作。比如對其中的視頻解碼器，如果應用程序需要接收視頻信號，只需調用視頻解碼器打開(kāi)庫函數，這樣，該庫函數即可通過(guò)注冊表調用相應的底層函數來(lái)完成打開(kāi)視頻解碼器等一系列對視頻解碼器的初始化工作。當視頻解碼器升級為同系列的其它芯片時(shí)，底層函數一般只需少量修改，而應用程序則基本不必修改即可正常工作。
４ 結束語(yǔ)
本文提出的在應用軟件與ＢＳＰ之間加一層庫函數同時(shí)配合使用注冊表組織管理ＢＳＰ函數的方法，較好地解決了應用程序與ＢＳＰ函數間的數據傳遞問(wèn)題，同時(shí)減少了ＢＳＰ函數的維護復雜度。此外，該方法也為其它類(lèi)型的嵌入式系統（ＶｘＷＯＲＫＳ等）的ＢＳＰ設計提供了一個(gè)參考。
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