MPC8641D的VxWorks板级支持包开发(3)
5. 低功耗，特别是在便携式移动设备和通信仪表的嵌入式系统应用中。
随着嵌入式系统技术水平的不断提升，要求嵌入式厂商提供技术水平更高的硬件。我们在未来需要集成度越来越高、主频越来越高、机器字长越来越大、总线越来越宽、同时处理的指令条数越来越多的处理器。
下面介绍嵌入式系统中常用的几种CPU架构：
1. PowerPC
PowerPC结构的特点是可伸缩性好，方便灵活。PowerPC处理器品种很多，既有通用的处理器，又有嵌入式控制器和内核。虽然其市场占有率不高，但在通信系统的控制和管理中应用很广。目前，PowerPC900系列为64位处理能力，可以同时执行200条指令，最高达到2GHz以上的主频，而功耗很低，被大量使用于移动设备中。
2. ARM
ARM是采用ARM核的高性能低功耗32位微处理器，被广泛应用于嵌入式系统中，己经成为移动通信设备、网络系统等嵌入式解决方案的标准。ARM处理器采用RISC（精简指令架构计算机）指令集，有几大特点:体积小、功耗低、成本低、高性能；16/32位双指令集，指令执行速度很快；寻址方式灵活，执行效率高。目前，ARM9系列微处理器的典型处理速度为1.1MIPS/MHz，常见的ARM9的系统主时钟频率为100MHz- 233MHz，ARM10最高可以达到700MHz。但其芯片内存储器的容量都不太大，需要用户在设计系统时外扩存储器。
3. MIPS
最早的RISC架构芯片，MIPS(Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages)是一种处理器内核标准，其机制是尽量利用软件方法避免流水线中的数据相关问题。目前的64为处理器浮点能力很强，最新的R12000芯片主频最大可达400MHz。
4. X86
X86系列处理器是我们最熟悉的，它起源于Intel架构的8080，采用CISC（复杂指令架构计算机）架构，发展出286、386，486，直到现在的Pentium4、Athlon和AMD的64位处理器Hammer。现在虽已发展处64位微处理器架构，但为了保持与X86指令集的兼容，限制了CPU性能的提高。
5. DSP处理器
DSP（digital signal processor）处理器是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为数字信号。再对数字信号进行编码，并在其他系统芯片中把数字信号解码。它不仅具有可编程性，还具有强大的数据处理能力和高运行速度。其实时运行速度可达每秒数以千万条指令，远远超过通用微处理器。DSP开销极低，中断处理迅速，可并行执行多个操作等优点。不过，目前的DSP在其他功能方面相对较弱，它需要数模转换，受到采样频率的限制，处理频率范围有限。
通过对处理器的架构，处理速度以及应用方向的对比，我们选择了PowerPC的MPC8641D处理器来作为硬件平台。
1.4论文的主要工作
本文实现了基于MPC8641D平台的VxWorks系统板级支持包的开发。
本论文主要讨论平台的软件设计，硬件的选型及其功能，并板级支持包的改写、操作系统的移植都作了详细的介绍。
本论文结构安排如下:
第一章综合论述嵌入式系统软件、硬件的概况和发展现状，提出本课题的意义。
第二章研究了嵌入式操作系统VxWorks的Wind内核、功能及其内部信息处理机制，简单介绍了开发软件Workbench3.0，分析了MPC8641D处理器的内部架构以及指令系统。
第三章介绍了系统BSP的内部结构、开发流程、移植方法以及烧写过程。描述了开发板Flash上建立TrueFFS文件系统的过程。
最后给出论文的总结和展望。
2 软硬件系统及开发平台
2.1 VxWorks简介
VxWorks是美国风河公司推出的一个专门为实时嵌入式系统设计开发的操作系统内核[4]。其功能强大而且比较复杂，包括了进程管理、存储管理、设备管理、网络协议等部分。VxWorks本身只占很小的空间，加之可以高度剪裁，使系统能以较高的效率运行。VxWorks内核使用的是高性能的微内核Wind。此内核支持所有的实时特征，如快速任务切换、中断支持、时间片轮转调度等。其减少了系统开销，保证了对外部事件的快速、确定的反应。VxWorks有良好的兼容性，提供的大多数接口，遵循IEEE 1003.1b(POSIX)，提高了程序的可移植性。由于其良好的可靠性和卓越的实时性，被广泛地应用在通信、航空航天、工业控制、军事等方面。
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