嵌入式操作系统HAL原理及BSP实现方法

本文摘要：随着计算机软硬件技术的较慢发展,经常出现了更加多的便携设备和智能设备。这些设备中一般来说包括掌控用的CPU和适当的操作系统;这类类似的计算机系统叫作嵌入式实时系统。嵌入式实时系统以其简练高效等特点在计算机、通信等领域中普遍用于。 由于嵌入式实时系统应用环境的特殊性,因此在设计构建过程中不存在着许多类似问题。 其中,操作系统及其他系统软件模块与硬件之间的模块形式是嵌入式实时系统的主要特征和系统设计过程中的必须环节,也是影响嵌入式系统应用于前景的关键问题。

随着计算机软硬件技术的较慢发展,经常出现了更加多的便携设备和智能设备。这些设备中一般来说包括掌控用的CPU和适当的操作系统;这类类似的计算机系统叫作嵌入式实时系统。嵌入式实时系统以其简练高效等特点在计算机、通信等领域中普遍用于。　　由于嵌入式实时系统应用环境的特殊性,因此在设计构建过程中不存在着许多类似问题。

其中,操作系统及其他系统软件模块与硬件之间的模块形式是嵌入式实时系统的主要特征和系统设计过程中的必须环节,也是影响嵌入式系统应用于前景的关键问题。经过近些年的发展,随着标准化嵌入式操作系统技术的日益成熟期和应用于的不断扩大,一种统一的模块形式获得普遍的接纳和应用于,这就是一般来说所说的板级反对包在,即BSP。　　1嵌入式系统硬件抽象化层的原理　　1.1硬件抽象化层的引进　　嵌入式实时系统作为一类类似的计算机系统自底向上包括三个部分,如图1右图。　　(1)硬件环境:是整个嵌入式实时操作系统和动态应用于程序运行的硬件平台;有所不同的应用于一般来说有有所不同的硬件环境;硬件平台的多样性是嵌入式系统的一个主要特点。

　　(2)嵌入式实时操作系统——RTOS:已完成嵌入式动态应用于的任务调度和掌控等核心功能,具备内核较精简、可配备、与高层应用于密切关联等特点。嵌入式操作系统具备比较不变性。

　　(3)嵌入式动态应用程序:运营于操作系统之上,利用操作系统获取的动态机制已完成特定功能的嵌入式应用。有所不同的系统必须设计有所不同的嵌入式动态应用程序。

　　由于嵌入式系统应用于的硬件环境差异较小,因此,如何简练有效地使嵌入式系统需要应用于各种有所不同的应用环境是嵌入式系统发展中所必需解决问题的关键问题。　　经过大大的发展,原本嵌入式系统的三层结构逐步进化沦为一种四层结构。这个新的减少的中间层次坐落于操作系统和硬件之间,包括了系统中与硬件涉及的大部分功能。通过特定的上层模块与操作系统展开交互,向操作系统获取底层的硬件信息;并根据操作系统的拒绝已完成对硬件的必要操作者。

由于引进了一个中间层次,屏蔽了底层硬件的多样性,操作系统仍然必要面临明确的硬件环境。而是面向由这个中间层次所代表的、逻辑上的硬件环境。因此,把这个中间层次叫作硬件抽象化层HAL(HardwareAbstractionLayer)。在目前的嵌入式领域中一般来说也把HAL叫作板级反对包在BSP(BoardSupportPackage)。

图2表明了引进HAL以后的嵌入式系统结构。BSP的引进大大推展了嵌入式实时操作系统的通用化,从而为嵌入式系统的广泛应用获取了有可能。

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