PowerPC VxWorks BSP详解：硬件接口，驱动与定制

"本文档是关于PowerPC架构下VxWorks操作系统板级支持包(BSP)的详细分析，由宋宝华编著。内容涵盖了PowerPC体系结构、汇编语言、POWERQUICC硬件特性，特别是MPC860系列，以及VxWorks的启动过程、设备驱动定制、VXWORKS加载方式、映像压缩和总结。" **1. POWERPC体系结构** POWERPC是基于RISC（Reduced Instruction Set Computer）原理的高性能处理器家族，源自IBM的801CPU设计。POWER系列处理器经历了多个迭代，如POWER1到POWER5，其中POWER5以其高集成度和性能成为当时最先进的处理器。它广泛应用于IBM的服务器、工作站和超级计算机，如eServer和pSeries产品线。 **2. POWERPC汇编** 汇编语言是与处理器架构紧密相关的低级编程语言，对于理解PowerPC的底层操作至关重要。汇编语言允许程序员直接控制硬件资源，如寄存器、内存访问和算术逻辑操作，对于编写高效的嵌入式系统代码非常有用。 **3. POWERQUICC硬件** POWERQUICC是Motorola（现为NXP Semiconductors）开发的一系列微处理器，主要用于通信应用。MPC860是该系列的一部分，具有以下特性： - **MPC860存储器接口**: 描述了处理器与不同类型内存（如RAM、ROM）的交互方式。 - **内存管理单元(MMU)**: 控制虚拟地址到物理地址的映射，实现内存保护和分页机制。 - **MPC860中断**: 解释了处理器如何响应外部事件，如设备请求或定时器中断。 - **MPC860时钟**: 关注处理器的时钟系统，包括时钟源、频率管理和时钟分配。 - **MPC82XX 60X总线**: 是一种用于连接处理器和其他系统组件的高速总线接口。 - **通信处理模块**: 包括串行通信接口，如UART，用于与其他设备或系统的通信。 - **MPC860硬件设计实例**: 提供具体的设计案例，展示如何在实际项目中应用这些概念。 **4. POWERPC BSP定制** BSP是板级支持包，是VxWorks操作系统运行在特定硬件上的核心组件。这部分内容包括： - **启动过程**: 详细讲解VxWorks如何从复位启动，直至操作系统完全加载。 - **源码剖析**: 分析BSP的关键源代码，如初始化序列、中断服务例程等。 - **修改配置**: 提供指导，说明如何根据特定硬件需求调整BSP配置。 **5. 设备驱动** 设备驱动是操作系统与硬件之间的桥梁，本节涵盖了多种常见设备的驱动编写： - **字符设备**和**串行设备**: 如UART，涉及数据传输和控制。 - **块设备**: 如硬盘，涉及I/O操作和数据块的读写。 - **网络设备**: 如以太网控制器，涉及网络协议栈的对接。 - **PCI总线**和**USB设备**: 如何与这些总线上的设备交互。 - **新设备添加**: 介绍添加新类型设备驱动的步骤和方法。 - **标准输入输出**: 与键盘、显示器等交互的机制。 **6. VXWORKS加载** 探讨了两种VxWorks的加载方式： - **从TFFS文件系统加载**: TFFS是一种文件系统，用于非易失性存储介质。 - **从串口加载**: 通过串行通信接口加载操作系统映像。 **7. 映像压缩** 讨论了如何对VxWorks映像进行压缩以节省存储空间。 **8. 总结** 对全书内容的提炼和回顾，总结了关键知识点和实践经验。 此文档为开发者提供了深入理解PowerPC平台下VxWorks BSP开发的全面指南，是进行相关嵌入式系统设计和调试的重要参考资料。