百科解釋
NucleusPLUS嵌入式操作系統(tǒng)是目前最受歡迎的操作系統(tǒng)NucleusPLUS是為實時嵌入式應用而設(shè)計的一個搶先式多任務操作系統(tǒng)內(nèi)核,其95%的代碼是用ANSIC寫成的,因此非常便于移植并能夠支持大多數(shù)類型的處理器。從實現(xiàn)角度來看,NucleusPLUS是一組C函數(shù)庫,應用程序代碼與核心函數(shù)庫連接在一起,生成一個目標代碼,下載到目標板的RAM中或直接燒錄到目標板的ROM中執(zhí)行。在典型的目標環(huán)境中,NucleusPLUS核心代碼區(qū)一般不超過20K字節(jié)大小。NucleusPLUS采用了軟件組件的方法。每個組件具有單一而明確的目的,通常由幾個C及匯編語言模塊構(gòu)成,提供清晰的外部接口,對組件的引用就是通過這些接口完成的。除了少數(shù)一些特殊情況外,不允許從外部對組件內(nèi)的全局進行訪問。由于采用了軟件組件的方法,NucleusPLUS各個組件非常易于替換和復用。NucleusPLUS的組件包括任務控制、內(nèi)存管理、任務間通信、任務的同步與互斥、中斷管理、定時器及I/O驅(qū)動等。Nucleus具有如下特點:1、提供源代碼NucleusPLUS提供注釋嚴格的C源級代碼給每一個用戶。這樣,用戶能夠深入地了解底層內(nèi)核的運作方式,并可根據(jù)自己的特殊要求刪減或改動系統(tǒng)軟件,這對軟件的規(guī)范化管理及系統(tǒng)軟件的測試都有極大的幫助。另外,由于提供了RTOS的源級代碼,用戶不但可以進行RTOS的學習和研究,而且產(chǎn)品在量產(chǎn)時也不必支付License,可以省去大量的費用。對于軍方來說,由于提供了源代碼,用戶完全可以控制內(nèi)核而不必擔心操作系統(tǒng)中可能會存在異常任務導致系統(tǒng)崩潰。2、性價比高NucleusPLUS由于采用了先進的微內(nèi)核(Micro-kernel)技術(shù),因而在優(yōu)先級安排,任務調(diào)度,任務切換等各個方面都有相當大的優(yōu)勢。另外,對C++語言的全面支持又使得NucleusPLUS的Kernel成為名副其實的面向?qū)ο蟮膶崟r操作系統(tǒng)內(nèi)核。然而,其價格卻比較合理。所以,容易被廣大的研發(fā)單位接受。3、易學易用NucleusPLUS能夠結(jié)合Paradigm,SDS以及ATI自己的多任務調(diào)試器組成功能強大的集成開發(fā)環(huán)境,配合相應的編譯器和動態(tài)聯(lián)結(jié)庫以及各類底層驅(qū)動軟件,用戶可以輕松地進行RTOS的開發(fā)和調(diào)試。另外,由于這些集成開發(fā)環(huán)境(IDE)為所有的開發(fā)工程師所熟悉,因而,容易學習和使用。4、功能模塊豐富NucleusPLUS除提供功能強大的內(nèi)核操作系統(tǒng)外,還提供種類豐富的功能模塊。例如用于通訊系統(tǒng)的局域和廣域網(wǎng)絡模塊,支持圖形應用的實時化Windows模塊,支持Internet網(wǎng)的WEB產(chǎn)品模塊,工控機實時BIOS模塊,圖形化用戶接口以及應用軟件性能分析模塊等。用戶可以根據(jù)自己的應用來選擇不同的應用模塊。NucleusPLUS支持的CPU類型:NucleusPLUS的RTOS內(nèi)核可支持如下類型的CPU:x86,68xxx,68HCxx,NECV25,ColdFire,29K,i960,MIPS,SPARClite,TIDSP,ARM6/7,StrongARM,H8/300H,SH1/2/3,PowerPC,V8xx,Tricore,Mcore,PanasonicMN10200,Tricore,Mcore等?梢哉fNUCLEUS+是支持CPU類型最豐富的實時多任務操作系統(tǒng)。針對各種嵌入式應用,NucleusPLUS還提供相應的網(wǎng)絡協(xié)議(如TCP/IP,SNMP等),以滿足用戶對通訊系統(tǒng)的開發(fā)要求。另外,可重入的文件系統(tǒng)、可重入的C函數(shù)庫以及圖形化界面等也給開發(fā)者提供了方便。針對不同的CPU類型,Nucleus還提供編譯器、動態(tài)連接庫、多任務調(diào)試器等相應的工具來配置用戶的開發(fā)環(huán)境。值得提出的是ATI公司最近還發(fā)表了基于MicrosoftDevelopersStudio的嵌入式集成開發(fā)環(huán)境-NUCLEUSEDE。從而率先將嵌入式開發(fā)工具與Microsoft的強大開發(fā)環(huán)境結(jié)合起來,提供給工程師們強大的開發(fā)手段。三、源代碼帶來的優(yōu)勢眾所周知,Nucleus實時多任務操作系統(tǒng)提供給用戶源代碼。這除商務上給用戶帶來巨大益處(免交Royalty)外,還在技術(shù)方面給用戶極大的方便,即無需編寫和調(diào)試BSP,從而達到易學易用的目的,加速產(chǎn)品上市。對RTOS有一定知識的工程師一定清楚,使用RTOS最大的障礙在于編寫和調(diào)試BSP。大家知道,在調(diào)試目標系統(tǒng)的軟件之前,必須將目標與主機連接起來并建立通訊。為此,我們可以編寫一段監(jiān)控程序(Monitor)。然而,如果要調(diào)試基于RTOS內(nèi)核的程序,主機上的調(diào)試器(Debugger)除要與目標建立通訊外,更重要的是必須識別RTOS的任務,這樣才能進行任務級調(diào)試(Task-awareDebugger)。因此,只有Monitor是不夠的。如果我們選用的RTOS不提供源代碼,那么,主機上的調(diào)試器(Debugger)就只有通過用戶編寫的BSP來了解Kernel在現(xiàn)有硬件平臺上對各個任務進行調(diào)度的情況。顯然,編寫B(tài)SP必須對CPU目標系統(tǒng)的硬件以及應用軟件等有全面而深入的了解。一般說來,對于一個有一定硬件開發(fā)經(jīng)驗的工程師來說,編寫一個新的BSP要花的平均時間為兩個月左右。這對于一個新手來說可是比較困難的。對于編寫B(tài)SP的工程師來說,另外一個更大的挑戰(zhàn)就是如何調(diào)試BSP,即如何驗證所編寫的BSP是否正確。通常剛剛焊接安裝好的PCB板中,硬件或軟件的故障(Bugs)是比較多的。甚至更常見的是CPU部分都沒有運作正常。有時時序錯誤和總線錯誤都還存在。在您把寫好的BSP燒入EPROM(或FLASH)中試圖將目標與主機建立聯(lián)系時,您幾乎100%地會發(fā)現(xiàn)根本無法通訊,眼前一團漆黑,不知是軟件有錯誤還是硬件不運轉(zhuǎn)。BSP在正常運行嗎?不得而知。在焦急和摸索中您可能發(fā)現(xiàn)幾個月已悄然而過。對于早期的實時操作系統(tǒng)來說,BSP是必由之路。然而,新一代的RTOS-NucleusPLUS則避免了BSP帶來的痛苦過程。因為Nucleus的調(diào)試是基于全新的動態(tài)連接庫(DLL)。用戶只須通過監(jiān)控程序(Monitor)或者BDM調(diào)試口(或者JTAG調(diào)試口)建立目標系統(tǒng)(Target)與主機(Host)之間的通訊,并給主機上的Debugger初始化特性中加入Nucleus的動態(tài)連接庫(DLLs),這時,調(diào)試器就能夠自動地去識別運行在目標系統(tǒng)中的Nucleus內(nèi)核和各個應用任務,從而完成任務級調(diào)試。上述的動態(tài)連接庫(DLLs)是由RTOS廠商和Debugger廠商合作完成的,用戶無須自行編寫。因此,Nucleus的用戶只需要將精力放在基于Nucleus的編程工作中。對于一個新手,往往經(jīng)過一天到兩天的學習和培訓,就可以投入到應用程序編制工作中去,無需花大量的時間去研究CPU,特定的硬件等。另外,由于有了源程序,用戶在調(diào)試程序時可以清楚地通過STEPINTO命令,追蹤到RTOS的內(nèi)層中去,觀看和學習Kernel對任務的管理和調(diào)度機制。對于有志研究RTOS深層技術(shù)的工程師來說極為方便。對于Motorola68K和PowerPC,用戶可以利用GreenHill公司的Mutil調(diào)試器或TRACE-ICD來完成NucleusPLUS的調(diào)試;對于ARM和StrongARM,用戶可以利用ARM公司的SDT251調(diào)試器或TRACE-ICD來完成NucleusPLUS的調(diào)試;對于Intelx86實模式,用戶可以利用Paradigm公司的調(diào)試器及其DLL來進行任務級調(diào)試;對于Intelx86保護模式則可以利用SSI公司Softprobe調(diào)試器和SSIDLL來調(diào)試;對于i960,SH3/4,ARM6/7,MIPS等芯片,則可以使用ATI公司自己的UDB調(diào)試器來進行任務的調(diào)試。結(jié)論:動態(tài)連接庫(DLL)是在RTOS工具中新出現(xiàn)的應用趨勢,通過這種方式,用戶可以免去BSP帶來的麻煩,靈活方便地進行開發(fā)和調(diào)試,大大加速開發(fā)進度。Nucleus實時操作系統(tǒng)提供源代碼,支持豐富的CPU種類,配合各類DLL動態(tài)連接庫,為使用和研究RTOS技術(shù)的工程帶來極大的利益。
進行ARM系列的開發(fā)需要大量的設(shè)備投入,另外如果做比較大型的系統(tǒng),還必須要操作系統(tǒng),購買一個好的操作系統(tǒng)也是需要幾十萬元。ARM的應用層研發(fā)可以建立在C,C++及其他的大多數(shù)開發(fā)語言上,這對于軟件公司來說是很方便的,只要準備好硬件及操作系統(tǒng),其他的工作就可以分模塊給N個人來進行。而對于底層的東西,ARM公司也可以有比較大力度的支持,因此如果需要用ARM系列開發(fā)高端產(chǎn)品,可行性是比較高的,開發(fā)周期也不會很長。當然,對于arm芯片,還是有一定的限制,比如沒有除法指令,這樣在編程時就要盡量避免用除法,否則會帶來程序代碼的增加和執(zhí)行速度的降低。一般說,除法還是可以通過移位和乘法來代替。 在Nucleus博客中,您可以設(shè)定一個或多個博客(Blogs)。如果您愿意,可以在一個網(wǎng)頁中同時顯示幾個不同博客(Blogs)的內(nèi)容。