嵌入式应用软件开发环境δOS/λTool的设计与实现 电子科技大学 郭兵 熊光泽 陈丽蓉 北京系统工程研究所 蔡建平 摘要 嵌入式系统的广泛应用需要良好的嵌入式应用软件开发环境支持。本文重点研究一种嵌入式应用软件开发环境δOS/λTool的设计思想,并详细介绍实时操作系统δOS的结构和嵌入式应用软件开发工具包λTool的组成及实现的关键技术。 关键词 嵌入式系统 软件开发环境 实时操作系统 开发工具 引言 嵌入式计算机系统（简称
嵌入式应用软件开发环境δOS/λTool的设计与实现 电子科技大学 郭兵 熊光泽 陈丽蓉 北京系统工程研究所 蔡建平 摘要 嵌入式系统的广泛应用需要良好的嵌入式应用软件开发环境支持。本文重点研究一种嵌入式应用软件开发环境δOS/λTool的设计思想,并详细介绍实时操作系统δOS的结构和嵌入式应用软件开发工具包λTool的组成及实现的关键技术。 关键词 嵌入式系统 软件开发环境 实时操作系统 开发工具 引言 嵌入式计算机系统（简称嵌入式系统）是实时系统的重要组成部分。其结构紧凑、资源有限,一般由嵌入式微处理器等硬件及其软件（包括实时操作系统RTOS和实时应用程序）组成,具有嵌入性和实时性等特点。嵌入式系统的广泛应用需要良好的嵌入式应用软件开发环境（以下简称嵌入式软件开发环境）支持。由于嵌入式系统的目标机受资源限制,不可能建立庞大、复杂的开发工具,其开发环境和目标运行环境往往相互分离。因此,嵌入式应用软件的开发方式一般是：在宿主机（Host）上建立开发环境,进行应用程序编码和交叉编译,然后宿主机通过串口或网络与目标机（Target）建立连接,将应用程序下载到目标机上进行交叉调试。应用程序经过调试和优化,最后将应用程序固化到目标机中实际运行。嵌入式软件开发环境是嵌入式系统开发中重要的系统软件,一般与RTOS捆绑销售。作为一种专用软件,其技术含量高,价格昂贵,是现代数字化产品开发的必备工具软件。嵌入式软件开发环境δOS/λTool是一套集成的嵌入式软件开发环境,主要用于开发、调试实时操作系统δOS的应用程序。嵌入式软件开发工具包λTool以Windows或Linux为宿主机平台,以X86,PowerPC,MIPS,Strong ARM为目标机平台。 一、 δOS/λTool的设计思想1. 设计目标嵌入式软件开发环境δOS/λTool的设计目标归纳起来主要有以下几点。（1） 先进性和通用性：技术上达到国际同类软件的先进水平,同时满足多种RTOS和BSP(Board Support Packet)的开发需求。（2） 可靠性：对嵌入式应用软件的代码质量有较高的要求,必须保证系统的可靠性。（3） 安全性：必须保证交叉编译器产生的目标代码中没有“技术陷阱”或“后门”等有害的附加代码。（4） 支持Ada等高级语言的开发：由于Ada语言具有可靠性和实时性的特点,故在嵌入式系统方面有着广泛的应用。（5） 开放性：开发工具要符合相应的标准,易于实现同第3方工具的接口,易于扩展。 2. 技术路线根据设计目标,我们采用的技术路线是：以GNU(GNU'S Not Unix)工具软件为基础,参照国外有代表性的嵌入式软件开发环境产品,主要为δOS提供一种嵌入式软件开发环境。以GNU工具软件为基础,是因为GNU软件秉承“自由、开放”的精神,在Internet网上提供免费的有关研究和开发成果,大量的系统软件源码能够通过Internet网免费获得,尽管补丁和BUGS多,测试工作存在一些问题,但仍不失为自主开发嵌入式软件开发环境的重要资源和基础。参照国外有代表性的嵌入式软件开发环境产品（如pRISM+、Tornado）,是因为这些产品采用了先进、成熟的技术,代表了当今嵌入式软件开发环境的发展方向。因此,我们根据上述技术路线,结合国情和已有的自主开发成果,拟定了可行的高起点技术方案,并采用快速原型法,坚持试用改进、逐步求精的技术路线,着重突破关键技术,最终成功地建立起一种满足高档需求的嵌入式软件开发环境δOS/λTool,其组成框图如图1所示。图1嵌入式软件开发环境δOS/λTool的组成二、 δOS的结构实时操作系统δOS是在科技预研成果CRTOS x86/rm、CRTOS x86/spm、CRTOS x86/fpm、CRTOS DSP/C3X的基础上,结合国外有关RTOS的特点,发展起来的实时操作系统系列软件。包括实时内核δ\ Core、网络组件δ\ Net、调试组件δ\ Aware、图形用户组件δ\ GUI等。δOS设计采用微内核结构和Client/Server模式,利用微内核固有的特点,加强系统的可伸缩性、可裁剪性、可靠性及代码的可重用性,采用面向对象的设计技术、独立的超微内核（纳核）可移植界面及板级支持包（BSP）,来提高RTOS的可移植性,加强并完善与实时性能相关的算法和对象设计。δOS的总体结构如图2所示。图2 δOS系统结构图δOS从上到下有4个层次。上层是实时应用及RTOS的核外服务器（即RTOS软组件）。目前在服务器的设计上提供了基于TCP/IP协议的网络通信服务器δ\ Net,实现了较完整的TCP/IP协议族。此外,还提供了轻型GUI组件δ\ GUI、调试组件δ\ Aware等。下层是微内核及其可移植的纳核层,它直接在微内核内为实时应用提供线程管理、线程间的通信服务、微内核
