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VxWorks在x86系统中实时光钟的定制与应用
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更新于2024-08-30
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本文将深入探讨VxWorks在基于x86系统的应用中实时时钟的管理和使用。VxWorks是由Wind River Systems(WRS)开发的一款强大的微内核实时操作系统,特别适合于对实时性和性能有极高要求的领域,如航空、广播、运输、医疗等,甚至国防和军事项目。作为支持众多处理器架构的系统,X86(80X86)架构,特别是Intel的CPU及其兼容产品,因其广泛的市场应用成为VxWorks的主要目标之一。 在x86平台上,VxWorks系统的时间管理并非直接从RTC(实时时钟控制器)获取,而是基于一个固定的基准时间,即自1970年1月1日以来的秒数来计算。这个基准时间通常表示为“THUJAN0100:00:001970”。这导致系统获取到的时间并非实时,而是相对于基准时间的累计秒数,不具备实际的时钟功能,对很多应用场景来说并不适用。 为了在实际工作中使用准确的实时时钟时间,例如在文件系统创建文件或记录日志时,开发者需要采取特殊的方法来获取和处理系统时间。这可能涉及到编写自定义的驱动程序或者利用VxWorks提供的API来间接获取RTC的时间,并将其转换为系统可以理解的格式。通过这种方式,开发人员能够确保应用程序记录的时间与实际硬件时钟保持同步,满足各种实时性需求。 总结来说,本文将详细阐述如何在VxWorks的x86系统环境中正确地处理和使用实时时钟,以解决在特定应用场景中对精确时间信息的需求。这包括了理解和处理系统时间基准、如何获取真实时钟数据以及相应的编程技巧,以确保在系统开发过程中充分利用VxWorks的实时性能优势。
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VxWorks for x86系统中实时时钟的应用系统中实时时钟的应用
0 引言 VxWorks是美国WRS(Wind River System)公司推出的一个具有微内核、可裁剪的高性能强实时操作
系统,该实时操作系统在航空、广播、运输、医疗、自动化生产和科学研究等领域中有着广泛的应用,尤其是
在国防和军事上的一些高精尖技术及实时性要求极高的领域中,就更体现出了其优越的性能。 X86或
80X86是Intel公司开发的微处理器体系结构的泛称。采用X86架构的Intel CPU及其兼容CPU都使用X86指令集,
作为个人计算机的标准平台,它们构成了当今数量最大的CPU阵营。VxWorks可支持多种不同体系结构的32位
CPU,其中就包括现在使用最为广泛的X86系列
0 引言
VxWorks是美国WRS(Wind River System)公司推出的一个具有微内核、可裁剪的高性能强实时操作系统,该实时操作系
统在航空、广播、运输、医疗、自动化生产和科学研究等领域中有着广泛的应用,尤其是在国防和军事上的一些高精尖技术及
实时性要求极高的领域中,就更体现出了其优越的性能。
X86或80X86是Intel公司开发的微处理器体系结构的泛称。采用X86架构的Intel CPU及其兼容CPU都使用X86指令集,作
为个人计算机的标准平台,它们构成了当今数量最大的CPU阵营。VxWorks可支持多种不同体系结构的32位CPU,其中就包
括现在使用最为广泛的X86系列CPU。
1 VxWorks for x86系统中的系统时间
我们知道,在VxWorks for x86系统中没有直接读取RTC(实时时钟控制器)的函数,在目标板每次加电或重启后,用
time.h中的函数第一次读到的时间始终是“THU JAN 01 00:00:00 1970”。这里取到的系统时间是从开机到现在的时间,也
就是说,VxWorks的系统日期和时间是相对于一个基准的日期时间计算出来的,这一基准时间就是“THU JAN O1 00:00:00
1970”,其他日期时间对系统来说都是相对于这一基准时间已经过的秒数。因此,这样取到的系统时间是没有任何使用价值
的。
然而,在实际应用中,我们经常需要用到“真实的”VxWorks系统时间,比如在文件系统中创建文件时,我们就希望文件创
建的时间是实时时钟的时间,同时在日志文件中记录的时间也希望是实时时钟的时间。但是,在文件系统中能直接访问的却是
上述那个“没有使用价值的”系统时间。这种情况就为应用带来了很大的不便。
为了获得一个有实际使用价值的系统时间,我们就需要系统时间能与目标板的实时时钟保持同步。
实际上。在VxWorks for x86系列的机器中,可以通过读写特定的端口来读取/设置保存在BIOS中的实时时钟。
2 VxWorks for x86中系统时间和实时时钟的同步
使用VxWorks的ansiTime库(time.h)中的time()函数可以读取当前秒钟形式的日历时间,也就是系统加电后相对于基准时
间所经过的秒数;使用locatime ()函数则可以将此日历时间转换成tm型结构的日期和时间;之后,再使用asctime()函数可将
tm型结构的日期和时间转换成包含日期和时间的字符串。
使用以上这些函数可以编写一个显示当前系统时间的函数GetSysTime(),其内容如下:
系统加电后,调用GetSysTime (函数,其显示内容为“time is:THU JAN 01 00:00:00 1970”。而在实际应用中,通常
希望获取保存在BIOS中的实时时钟,并使用这个实时时钟来设置系统时间,从而使系统时间与实时时钟保持同步。因此,在
VxWorks for x86系统中,可以通过读写端口0x70,0x71来访问BIOS中的实时时钟。其中,端口地址0x70对应的是实时时钟
的索引寄存器(表1所列是实时时钟索引寄存器的定义),端口地址0x71对应的是实时时钟的数据寄存器。实时时钟的秒、分、
时,日、月、年在索引寄存器中的存放地址分别是0x00、0x02、0x04,0x07、0x08、0x09。
需要注意的是,从端口中读到的数据,其格式为BCD码,因此在使用前还需要将其转换为十进制数。
在把转换后的实时时钟的秒、分、时,日、月、年等数据赋给tm型结构变量的相应成员后,可使用ansiTime库(time.h)
中的mktime ()函数将tm型结构的日期和时间转换成秒钟形式的日历时间,并烙其赋给timespec型结构变量的tv-sec成员
(timespec型结构的tv_nsec成员可设置为0),这样,通过使用clockLjb库中的clock_settime()函数就可以将系统时间设置为实时
时钟的时间,从而实现系统时间与实时时钟同步。
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