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个开放源码的嵌入式仿真环境——SkyEye


不带MMU的CPU而设计的Linux系统。ΜClinux系统对于内存的访问地址都是实际的物理地址。操作系统对内存空间没有保护(这实际上是很多嵌入式系统的特点),各个进程实际上共享一个运行空间(没有独立的地址转换表)。目前,SkyEye上可以运行μClinux的2003年最新版本。

3.2 μC/OS-II

SkyEye作为一个基于Atmel AT91X40开发板的仿真环境,在它上面可以移植各种适合地嵌入式开发应用的操作系统,将μC/OS-II移植琶SkyEye上是我们对此做的又一次尝试。ΜC/OS-II是一个简单、高效的嵌入式实时操作系统内核。自从1992年以来,已经被应用到各种嵌入式系统中。目前,它可以支持x86、ARM、PowerPC、MIPS等众多体系结构,并有上百个商业应用式系统中。目前,它可以支持x86、ARM、PowerPC、MIPS等众多体系结构,并有上百个商业应用实例,其稳定性和可用性是经过实践验证的。同时,它的源代码公开,任何人都可以从www.ucos-ii.com的网站上获得全部源码以及其在各种体系结构平台上的移植范例。无论是通常学习μC/OS-II来了解实时操作系统的构造,还是直接使用它来针对具体应用进行开发,都是非常方便和可行的。目前,SkyEye支持的μC/OS-II内核为2.5.1版。

3.3 ARM Linux

ARM Linux属于Linux标准发行内核中的一个分支,支持MMU的ARM系列CPU,如ARM720T、ARM920T、Intel StrongARM等。我们目前在SkyEye上仿真的CPU型号为CPU内核是ARM Linux内核选择的本系结构为CLPS711x/EP72lx,它支持ARM20T、UART串口等硬件,都是SkyEye目前仿真的硬件。目前SkyEye已经成功运行了版本为2.4.18的ARM Linux。有关ARM Linux的更多信息请访问http://www.arm.linux.org.uk/。

4 SkyEye目前支持的网络协议栈

4.1 μCLinux上的TCP/IP

μClinux上面有完整的TCP/IP协议栈,但缺少对SkyEye的网络仿真芯片(仿真兼容NE2000的8019as)的驱动程序。我们实现的驱动程序主要包括了初始化、中断处理、接收数据包的处理、发送数据包的处理等工作,再加上SkyEye的虚拟HUB-vet的协议,使μClinux on SkyEye的多个实例之间、实例与主机之间可以进行TCP/IP通信。

4.2 μC/OS-II上的LwIP

μC/OS-II本身没有TCP/IP协议栈,目前的一些第三方TCP/IP支持都是完全商业化的,很少给出源代码,影响了μC/OS-II的研究和推广。通过把开放源代码的TCP/IP协议栈LwIP移植到μC/OS-Ii上来,就获得了一套可免费研究、学习的嵌入式网络软件平台。其系统示意图如图1所示。

LwIP是瑞士计算机科学院(Swedish Institute of Computer Science)的Adam Dunkels等开发的一套用于嵌入式系统的开放源代码TCP/IP协议栈。LwIP的含义是Light Weight(轻型)IP协议。LwIP可以移植到操作系统上,也可以在无操作系统的情况下独立运行。我们目前使用的是LwIP的最新稳定版V0.5.3。

LwIP协议栈在设计时就考虑到了将来的移植问题,因此把所有与硬件、OS、编译器相关的部分独立出来,放在/src/arch目录下。因此,LwIP在μC/OS-II上的实现就是修改这个目录下的文件,其它的文件一般不应该修改。

我们在SkyEye中所仿真的网络芯片是NE2000,所以目前实现的网络设备驱动是针对NE2000的,其它类型的网络芯片驱动可以在LwIP的网站上找到。现在LwIP已经顺利运行在μC/OS-II上了,目前可以从Host主机和SkyEye上运行的μC/OS-II+LwIP顺利进行TCP/IP的通信。

4.3 更多的TCP/IP协议栈

除了LwIP之外,还有很多开源的嵌入式TCP/IP协议栈。它们各有各的特点,有些功能较全面,有些占用资源出奇的少,能适合不同场合的需要,而且多接触一些不同的思路,对协议和编码能有更好的理解。其中的代表有tinyTCP、ucIP、uIP等,它们的基本思路应该都是一致的。SkyEye小组希望能有列多对TCP/IP协议栈感兴趣的人参与进来,特别是ucIP,实际上它是专门为μC/OS-II设计的。

《个开放源码的嵌入式仿真环境——SkyEye(第3页)》
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