優(yōu)化的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)資源簡(jiǎn)化匯聚式處理器應(yīng)用

　　廣泛優(yōu)化的操作系統(tǒng)資源

　　除了硬件平臺(tái)之外，嵌入式操作系統(tǒng)的選擇對(duì)于正在從事新的嵌入式開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的工程師來(lái)說(shuō)同樣重要。對(duì)于Blackfin處理器來(lái)說(shuō)，除了處理器本身的獨(dú)特性能特性優(yōu)勢(shì)外，強(qiáng)大的嵌入式操作系統(tǒng)資源是該處理器獲得廣泛應(yīng)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(tǒng)內(nèi)核(VDK)、ThreadX、uCLinux和Nucleas等獲得業(yè)界廣泛應(yīng)用的操作系統(tǒng)，避免了工程師在從其它處理器平臺(tái)移植到Blackfin平臺(tái)時(shí)因更改操作系統(tǒng)而延長(zhǎng)終端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。這些操作系統(tǒng)各自具有不同的特性和功能以及具有不同的價(jià)格、版權(quán)費(fèi)用條款。從特性上看，有代碼非常緊湊、復(fù)雜度低的操作系統(tǒng)(VDK)，有復(fù)雜、具有豐富特性的操作系統(tǒng)(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(duì)以下幾類(lèi)操作系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

　　Blackfin處理器支持的主要操作系統(tǒng)及第三方供應(yīng)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(tǒng)，具有代碼規(guī)模小、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、方便使用等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子、消費(fèi)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(tǒng)提供商具有強(qiáng)大的產(chǎn)品研發(fā)能力，從而保證了該操作系統(tǒng)的持續(xù)升級(jí)。最新的ThreadX V5.2版本在小型化的ThreadX 5.1框架基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升了系統(tǒng)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(kuò)展的事件跟蹤、SMP增強(qiáng)特性以及降低對(duì)全局存儲(chǔ)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(duì)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(tǒng)，針對(duì)Blackfin雙內(nèi)核處理器ADSP-BF561開(kāi)發(fā)了增強(qiáng)版的ThreadX實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(ThreadX SMP RTOS)，該產(chǎn)品大大簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)商管理在雙內(nèi)核SMP嵌入式處理器上的編程任務(wù)，為Blackfin處理器的雙內(nèi)核提供負(fù)載平衡，縮短了雙內(nèi)核平臺(tái)的開(kāi)發(fā)過(guò)程(ThreadX SMP版本是消費(fèi)電子應(yīng)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(tǒng)可為Blackfin用戶提供實(shí)時(shí)、多線程應(yīng)用，Express Logic的picokernel結(jié)構(gòu)使該產(chǎn)品具有很高的性能和極小的代碼規(guī)模，最小采用4KB的獨(dú)立文件構(gòu)建所有系統(tǒng)服務(wù)。針對(duì)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(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境。

　　2. uClinux

　　Linux是一種獲得廣泛應(yīng)用的嵌入式操作系統(tǒng)，在所有主流的嵌入式系統(tǒng)中，嵌入式Linux無(wú)疑具有非常重要的地位。無(wú)論是其超強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)功能，可任意裁剪以適應(yīng)小巧的嵌入式系統(tǒng)，完全免費(fèi)、通用的Linux API的特點(diǎn)，以及全球擁有數(shù)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(yīng)用中的重要力量。uClinux是針對(duì)微處理器應(yīng)用的Linux系統(tǒng)，完全開(kāi)放源碼，并針對(duì)嵌入式應(yīng)用的特點(diǎn)對(duì)Linux的內(nèi)核進(jìn)行了修改和重新編譯，內(nèi)核更小。uClinux包含Linux常用的API，保留了原來(lái)Linux操作系統(tǒng)具有的高穩(wěn)定性、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能和卓越的文件系統(tǒng)支持功能等優(yōu)點(diǎn)。

　　uClinux操作系統(tǒng)可直接運(yùn)行于Blackfin處理器，對(duì)于很多嵌入式應(yīng)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(yīng)用時(shí)，例如內(nèi)存空間有限或需要實(shí)時(shí)確定性以及高安全性能的應(yīng)用，Linux仍存在許多挑戰(zhàn)。工具鏈的改善、不斷演變的標(biāo)準(zhǔn)化努力等，都有助于提升Linux對(duì)于所有嵌入式應(yīng)用的價(jià)值。為此，ADI公司在uClinux里集成了大量硬件驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用例程，包括無(wú)線局域網(wǎng)驅(qū)動(dòng)、音/視頻編解碼器驅(qū)動(dòng)等，從而將幫助客戶非常方便地從原來(lái)的系統(tǒng)移植到Blackfin平臺(tái)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(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供了大量的優(yōu)化的操作系統(tǒng)應(yīng)用資源。ADI與公認(rèn)的uClinux先驅(qū)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(tǒng)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(shè)備的開(kāi)發(fā)過(guò)程，提供的軟件包括開(kāi)源uClinux BSP(板級(jí)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(tǒng)領(lǐng)域最為穩(wěn)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(tǒng)，可以支持64個(gè)任務(wù)，同時(shí)支持信號(hào)量、消息隊(duì)列、郵箱等多種常用的進(jìn)程間通信方式。該操作系統(tǒng)程序可讀性強(qiáng)、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(shè)備中獲得了大量的應(yīng)用。µC/OSII是Blackfin所支持的RTOS之一，在高速的Blackfin處理器上有很強(qiáng)的硬實(shí)時(shí)性能，操作系統(tǒng)中斷響應(yīng)時(shí)間約為110周期(600MHz下約0.18us)，同樣針對(duì)Blackfin處理器的主要目標(biāo)應(yīng)用集成了大量硬件驅(qū)動(dòng)模塊和各種庫(kù)資源。

　　如果上述的操作系統(tǒng)都不能滿足您的目標(biāo)應(yīng)用需求，那么您可以采用隨VisualDSP自帶的操作系統(tǒng)內(nèi)核(VDK)。VDK是一個(gè)小而健壯的內(nèi)核，支持當(dāng)前所有的Blackfin處理器以及未來(lái)可能出現(xiàn)的新Blackfin處理器產(chǎn)品，基于VDK的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能滿足在不同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(fèi)用或使用費(fèi)，它是作為VisualDSP 的一部分提供的，會(huì)隨著VisualDSP 的升級(jí)而升級(jí)。VDK很好地整合到了VisualDSP中，在項(xiàng)目的靜態(tài)設(shè)置(如線程創(chuàng)建和信號(hào)量)管理非常方便，提供了很多的便利功能，包括線程、優(yōu)先級(jí)、信號(hào)量、消息傳遞、關(guān)鍵域和禁止調(diào)度域等