WindRiver产品介绍(3)--部分OS扩展模块介绍

OS扩展模块

VxSim

VxSim是一种作为原型开发和测试环境来用的﹑仿真VxWorks目标机的应用程序
，它的作用是协助用户开发高性能的嵌入式系统。

通过在宿主机工作站上提供完整的VxWorks仿真环境，VxSim免除了用户购买硬
件评估板的需要，它也能够在用户的硬件环境搭建之前就进行应用的开发，并
且允许在开发周期前就进行绝大多数的软件测试。

那些能从VxSim获益的开发团体包括那些硬件尚未到货的用户，受购买硬件的
预算限制的用户和那些所做的应用模块不需要直接访问硬件的用户。


对应用程序的精确模拟
作为VxWorks操作系统的宿主机环境的一部分，VxSim能精确地实现许多
VxWorks的复杂特性，其中包括DOS文件系统和UNIX方式的网络连接（TCP/IP，
rlogin等）以及通过增加处理器之间通信的驱动程序，支持多达16个目标机共
享一个公共的背板。

VxWorks的调度程序可在模拟环境中完全执行，并且保持了基于优先级和抢占
的多任务的运行功能。

完备的Tornado开发环境
对于VxWorks的仿真工具VxSim来说，它包括完整的Tornado开发工具和可选的
Wind River的工具和组件，使开发者在目标硬件设计完成前就进行应用的开发
，并且在硬件设计完成后能平滑地过渡到Tornado的开发环境。

Features
·支持Sun SPARC系统，HP9000/700系列工作站，MS Windows NT
·宿主机上的完整的Tornado开发环境
·快速原型设计与仿真
·无需目标机硬件
·可选择的WindPower工具和附件
·和Tornado1.0或更高版本兼容


VxDCOM
VxDCOM 是风河系统依据DCOM 标准实现的。它为嵌入式领域量身定做，并应用
在Tornado II的开发平台上。使用VxDCOM ，运行VxWorks的嵌入式设备能够与
其他系统和PC平台系统实现无缝连接。 VxDCOM支持工业标准和提供一种在分
布式环境下可裁减的，实时的解决方案。

COM 类似CORBA的处理标准， 而且微软基于COM 实现了许多视窗系统接口。例
如ActiveX ，其相互通讯直接使用COM协议。DCOM(分布式对象模式)是应用于
交叉系统的一种面向对象的接口。

* 与PC控制平台的无缝集成
嵌入式系统产品的使用者希望更加容易的与其他设备实现无缝连接，特别是基
于PC平台的管理系统和基于Windows 的应用软件和工具。在PC领域里DCOM已经
成为面向对象系统的事实标准。因为VxWorks 在工业控制领域有着广泛的应用
，这些领域要求系统非常小、非常快、非常可靠。所以VxDCOM将成为一种重要
的OEM 产品。例如在工业测控领域，一个简洁的，可靠的面向开放的标准变得
非常重要。

应用VxDCOM.生产者能够更容易的创建快而简洁的嵌入式应用，该应用能够与
远程PC机实现无缝连接。 例如VxDCOM允许Windows NT 工作站通过图形监控包
与制造业的机器人互动，或者基于VxWorks的传感器将数据直接传至PC机的数
据表格。VxWorks设备同样可以通过标准的对象接口相互间进行通讯。

* 兼容性
VxDCOM遵从二进制COM和DCOM连接协议以确保数据传送至远端系统时的兼容性
。通过标准的I unknown 接口提供组件查询。NT主机无需任何修改就能与运行
VxWorks的目标系统通讯，例如，一套工业生产软件已经为一个开放的分布式
控制系统框架定义一个标准接口(例如：过程控制系统OPC-OLE)。VxDCOM的OPC
支持面向所有的数据存取，报警，事件，以及在用户界面设置中的通用元素，
从而保证可以快速而有效的开发驻留目标系统的OPC服务器。

大多数同时提供在Windows平台上的最终用户工具和开发者工具的厂商都保证
他们的应用符合COM 标准。

* 语言的无关性
COM 是一种与语言无关的标准。一旦创建了组件，它能够与任何能提供
ActiveX组件的语言编写的应用程序连接，包括Java，VB，C++等。语言无关性
确保可以通过Tornado II平台直接创建接口定义语言。

* 实时升级解决方案
在VxWorks中，任务VxDCOM拥有单独的线程池，新的线程动态的加入线程池以
处理峰值。任务拥有优先级以保证实时性。优先级在运行中可以是固定的或者
是随时间变化的以满足客户优先级的要求。
* 易用性
* 易用性
Tornado II 能够为嵌入式系统的快速开发提供途径。由于与Tornado II开发
平台的紧密联系， VxDCOM能够快速的在嵌入式系统中创建COM对象。
* 对象的可重用性
COM 鼓励代码的重用，它提供了标准的框架，通过它不同的厂商和公司内不同
部门制造的软件对象能够互相通讯。 VxDCOM框架具有一致性，这就允许重用
VxWorks的组件。
* 紧凑的代码
VxDCOM解决方案具有可裁减性，以满足嵌入式领域的需求。因此提供了一个大
约有280KB紧凑的代码。为缩小对象代码尺寸， Tornado 的工程工具允许使用
COM 或者DCOM来构造VxWorks。

特点：
1、与PC系统无缝集成
2、实时扩充
3、真正的DCOM 连接协议
4、“通用配置”OLE自动代理
5、支持OPC客户接口
6、对用户系统的高可配置性
7、对应用系统的可升级性
8、对象的可重用性
9、语言无关性
10、280K的紧凑内核
11、RUN-TIME 库
(分离的COM和DCOM API)
目标方头文件
主机方组件(makefiles 样板，代码生成器，样板代码)
12、文档
系统要求：
Tornado II, MSVC 5.0 或者Visual Studio 6.0
主机系统
Windows NT
目标系统
ARM，PowerPC，x86，MIPS，68K，CPU32，SPARC，i960，SimNT结构


VxVMI

VxVMI,即虚拟内存接口，是VxWorks的一个功能模块，它利用用户片上或板上
的内存管理单元（MMU）,为用户提供了对内存的高级管理功能。

VxVMI提高了调试和开发效率，并为运行时的VxWorks提供一个与MMU的接口，
该接口功能强大且可移植。VxVMI通过使用与应用无关的应用编程接口，从而
更适合于构建较复杂的特殊应用。


保护特性：
在VxVMI的最小配置中，它写保护了几个关键资源，其中包括VxWorks程序代码
体、异常向量表、以及通过VxWorks装载器下载的应用程序代码体。保护特性
让开发人员集中精力编写自己的程序，无需当心无意中修改关键代码段或引发
耗时的系统错误。这在开发阶段是很有用的，因为它简化了对致命性错误的诊
断。在产品的定型阶段也是如此，因为它提高了系统可靠性。VxVMI提供的其
它工具主要用于修改这些被保护的区域，如修改异常表或者插入断点。

灵活的扩展性：
VxVMI提供了一个应用程序编程接口（API），以便于用户针对特殊需要创建和
管理多个虚拟内存空间。API提供了把物理内存映射到虚拟内存的函数，以及
修改和检查虚拟内存状态，并生成其报告的函数。

由于这些编程接口与结构无关，VxVMI具有很高的移植性。针对一种芯片开发
的应用程序可以很容易的移植到其它所支持的芯片上，因此可以流水线开发。

基本特性
* 正文写保护
* 内核向量表写保护

扩展特性
* 编程API
* 编程API
* 多虚存区创建


VxMP

VxMP是VxWorks操作系统支持多处理器的一个附件，允许实时嵌入式应用的性
能超出单个CPU所能提供的性能。透明设计扩充了以有VxWorks操作系统功能来
支持多处理器的应用，而不需要任何代码修改。

透明性
VxMP允许执行在多CPU上的任务之间同步、交换数据和提供互斥操作。这些是
由我们所熟悉的VxWorks操作系统的功能，如二值和多值信号量、消息队列、
内存分配，实现的。为了得到最优的执行性能，VxMP的数据结构是存储在所有
CPU都能访问到的共享内存中的。对这些共享内存对象的操作具有与对局部对
象操作相同的接口和语义，所以已经提供的函数如semGive/semTake可以被使
用。这种透明设计使VxWorks的开发者能够很快熟悉VxMP，缩短培训的时间，
增强多处理器应用设计的可移植性，减少复杂性。

灵活的CPU支持
在一个系统中VxMP可以支持20个CPU，使VxWorks能够支持应用程序达到很高的
吞吐量。一个系统可以被灵活地设计为一个背板上的多板结构，或一块板子上
的多CPU结构（或两者兼而有之）。VxMP对于多处理器包是唯一的，对硬件没
有什么特殊要求，它支持混合的CPU结构。这使用户在选择处理平台时，可尽
量符合应用的性能和功能的要求。VxMP提供高性能、紧耦合的功能，弥补了
VxWorks提供的松耦合、基于网络的通信机制。用户可以选择最优的方式来构
造多处理分布式环境。

TrueFFS

True FFS for Tornado 是集成于风河公司嵌入式系统开发平台Tornado 中的
闪存文件系统。使用TrueFFS for Tornado，可以缩短嵌入式系统开发的产品
上市时间，减少开发难度，建立一种可靠的面向各种嵌入式闪存设备的固态存
储系统。仿效VxWorks在硬盘上的DOS文件系统，开发者可以通过标准的文件系
统的接口建立和维护一个文件。使得文件系统的读写工作如同操作其他DOS文
件系统一样直接。

TrueFFS for Tornado 使很多琐碎的工作变得清晰。例如：减少对闪存设备的
操作频率以延长设备使用年限，建立冗余校验数据以确保对数据操作的可靠性
，在闪存设备上标记坏块的或超过寿命的数据块以避免错误。

* 闪存转换层标准(FTL)
TrueFFS for Tornado 数据格式建立在M-System Flash Disk Pioneers' True
FFS 核心专利技术上。该技术曾应用于PCMCIA 设备的闪存转换层标准。应用
FTL，线性闪存PC 卡能够被完全仿真成硬盘设备，从而将具有高性能，低功耗
的存储设备引入嵌入式系统的开发。为了在闪存上提供更高的性能，FTL可以
在ATA 标准上仿真昂贵设备。

TrueFFS for Tornado提供既可以应用于DOS 文件系统又可以应用于VxWorks
下的NFS文件系统的驱动层接口。在嵌入式中如同写硬盘文件一样，应用程序
可以简单的通过调用文件系统接口来操作文件。TrueFFS for Tornado 对标准
文件系统的支持和TFL的兼容性确保与PC机的数据交换。当使用可移动闪存介
质时，这种特性时非常重要的。例如：PC卡和微型卡。

* 错误预防
TrueFFS for Tornado 通过监测和校验以确保对数据操作的成功。防止基于闪
存设备的数据丢失或者重大的错误。它通常通过片上状态寄存器和其他硬件设
备来校验写操作和擦除操作是否成功。它的校验工作通过回读写入数据与用户
数据进行比较来完成。当写操作失败时，系统并不将错误简单的反馈给用户，
而是通过运用TrueFFS for Tornado 的块映射特性，在不同的空数据块重新执
行写操作。通过这种自动错误预防来确保数据的完整性。

* Wear leveling
因为对闪存的读写操作的次数是有限制的，所以要通过Wear Leveling 来保证
整个闪存的读写次数的平衡，从而确保平稳的性能表现。TrueFFS fir
Tornado 通过静态方法实现，这样可以确保闪存设备中的所用单元使用的几率
大致相等，并且最终保证相同的读写时间。通过TrueFFS fir Tornado 的错误
预防机制，当闪存的某些单元达到操作次数限制时不会丢失数据或操作。


* 废弃数据块的收集
通过废弃数据块的收集机制， TrueFFS fir Tornado 回收不再记录有效数据
的数据块。正常的闪存可以从可擦除的数据块恢复成只读数据块， TrueFFS
fir Tornado能够辨识闪存状态，并且在可能的情况下，将一个数据单元中的
连续数据块作为一个池来维护。为防止过度使用此技术，废弃数据块的收集机
制是作为wear leveling 的一部分来运行的。

* 掉电预防
TrueFFS for Tornado为了确保数据的准确性，因此它的算法是基于'先写入后
删除'而不是'先删除后写入'。覆盖操作是在分离的数据映射区内实现的。只
有当整个写操作完成后，原始数据块才会被收回。块映射信息被更新并存储在
闪存中，使用'先写入后删除'算法，即使掉电，也能保证块映射信息的一致性
。

* 数据块分配
为确保访问数据的一致性，物理块是作为虚拟数据块来分配的。目的是为了使
相关的数据群放在同一个单元中，而将不相关的数据群分布到整个单元。这种
方法具有不少优点，当TrueFFS for Tornado 通过一个很小的存储窗口读写闪
存，在这种环境下，可以减少为了把不同物理块映射到该窗口而进行的调用的
需求，并且减少碎片，使废弃数据块的收集更有效。


特点：
1、通过NFS和DOS 文件系统无缝接入。
2、通过虚拟数据块到物理数据块的映射表来模拟硬盘设备。
3、在闪存中创建基于VxWorks的引导设备时，支持底层的设备API.
4、内建的wear leveling 技术,延长闪存的使用年限。
5、错误和不可使用数据区的监测。
6、保护已有的数据和目录结构，使之可靠。
7、对特殊的闪存使用不同的编程算法。
支持的目标系统：
1、英特尔：28F008，28F016，Series-2/2+/100 PC 卡
2、三星，松下，东芝：29Vxx000
3、AMD，富士通：29F016(c)，29F040，29F080，29LV008，29LV080
支持的目标平台：
68K，PowerPC，80x86/Pentium，CPU32，MIPS，ARM，SPARC，i960
主机平台：
UNIX，Windows 95/NT