Research on the Developing of Embedded
Abstract: The article introduces the characters of embedded processor MPC860 and embedded real-time operation system VxWorks and describes the process of embedded system development based on MPC860/ VxWorks which uses BDM to write bootrom file, uses FIP to download VxWorks image and uses Tornado integrated developing circumstance to download and debug applying program.
Key Words: MPC860,  VxWorks,  Tornado,  embedded system
摘 要：本文介绍了嵌入式处理器MPC860与嵌入式实时操作系统VxWorks的特点，描述了基于MPC860/ VxWorks嵌入式系统开发的流程：使用BDM调试器烧写bootrom文件，使用FTP下载vxworks内核镜像，使用Tornado集成开发环境下载与调试应用程序。
关键字： MPC860；VxWorks；Tornado；嵌入式系统

1 引言
摩托罗拉公司生产的MPC系列CPU基于PowerPCTM结构，它由三个模块组成：即PowerPCTM内核、系统接口单元（SIU）及通信处理模块（CPM）[1]。三个模块均采用32 位内部总线。主处理器是PowerPCTM内核，能够实现内存管理，具有指令和数据Cache。系统接口单元中，存储器控制单元可支持多种高性能的存储器，包括SDRAM和Flash。CPM是一个RSIC处理器，具有串行通信控制器、波特率发生器等，支持多种协议的命令集，可以配置成多种通信处理模式。
VxWorks是一种实时性非常强的嵌入式操作系统，具有高性能的内核、良好的持续发展能力、以及友好的功能强大的开发环境，使该系统越来越被用户认可。
目前，基于MPC860/VxWorks系统的应用越来越广泛，因此，本文对基于MPC860/VxWorks系统的开发的一般流程进行了研究。
2 开发平台
2.1 开发方式介绍
进行嵌入式系统开发有多种方式，常用的方式有两种：
（1）先进行硬件设计开发，然后通过仿真器在目标板上调试程序，如单片机常用的开发方法；或者在主机上编写完用户程序，将其直接编译入内核，整体下载入目标板，通过主机上的交叉调试器对目标机上的程序进行调试，如嵌入式实时多任务系统开发。
（2）软硬件同时开发，通常一些嵌入式操作系统都有一个集成开发环境，包括目标机仿真器，可以在开发硬件的同时，在仿真器上开发调试应用程序，最后进行联合调试。
第二种方式开发时间短，但不够直观，容易出错，即使仿真成功，但在下载到目标板后，通常还需要调试排错。在有硬件环境的情况下，通常采用第一种方式，尤其是开发需要对硬件进行直接操作的底层驱动程序。
这里我们设计一款基于MPC860的嵌入式硬件环境，它同时具有几种通信接口：BDM接口、串口和网口。系统开发采用第一种开发方式，软件开发流程主要包括：引导程序的烧写、下载vxworks镜像和应用程序下载调试等几个主要方面。
2.2  Tornado集成开发环境
Tornado是嵌入式实时领域里最新一代的开发调试环境，提供了高效明晰的图形化的实时应用开发平台，它包括一套完整的面向嵌入式系统的开发和调测工具[2]。在Tornado II中，包括高性能的实时操作系统VxWorks、原代码编辑器、C/C++编译器、高性能的调试器、图形化的浏览器，集成的模拟器等工具和组件。
    最主要的特点是：Tornado支持动态链接和加载，允许开发者增量式地加载目标模块到目标系统。动态链接和加载目标模块的能力作为Tornado结构的核心，使开发者避免了在宿主机上链接应用到内核，然后再下载整个可执行体到一个静态环境的这样通常采用的步骤。这样，就大大地缩短了每个编辑—测试—调试的周期。
Tornado II工具提供一个高度可视化和自动化的开发环境，加快了基于VxWorks的应用开发。
3   开发方案
3.1 系统引导程序编程与bootrom烧写
（1）系统引导程序编程
目标系统启动工作首先要进行系统初始化，对不同的CPU，系统初始化的基本步骤是类似的，主要步骤如下：
启动；
禁止中断；
放boot type（引导类型）到堆栈；
清空指令和数据缓存。
VxWorks 系统的 PowerPC BSP系统开机后，处理器是从romInit()函数开始执行，这是romInit.s 中的第一段程序。在romInit()函数中必须完成以上功能，这些功能程序通常使用汇编语言来写。在romInit()程序中开始执行C程序之前必须尽可能少的加载设备。引导程序结束时，得到C程序romStart()在ROM中的地址，保证romInit执行结束后，系统跳转执行romStart()，将文本和数据段从ROM复制到RAM中。
在系统初始化程序段中，可加入串口初始化程序和驱动程序，使系统引导结束后可支持使用串口传输命令和信息。加入下载命令程序段，以便于下载VxWorks内核镜像文件。
（2）bootrom烧写
bootrom烧写方式有多种，可以使用编程器编程，但对于在线系统调试，为方便修改，现在使用较多的是JTAG 调试器和BDM调试器。我们的系统采用的是MPC系列的CPU MPC860，它提供有BDM接口。因此可以很方便的使用BDM 调试工具编程。
MPC BDM调试工具通过宿主机的打印口与MPC BDM接口电缆相连，然后加到目标板的BDM接口上。连接BDM和目标板的电源，（此时也可以将串口线和网线连接到主机上）。在烧写程序之前，将以上编写的程序编译成二进制目标代码拷贝到c:\\sds74\\cmd\\init下。
打开SDS74调试软件，首先要下载烧写boot的文件，然后执行run/go命令，大约需要几分钟，boot烧写完成。
将boot烧好后，拔掉bdm和目标板的电源以及bdm电缆，然后再插上目标板的电源，boot将运行，正常时会在主机的串口超级终端显示如下信息：BOOT>，此时可以说boot烧写成功。
3.2下载和运行VxWorks内核镜像
在可引导的MPC860嵌入式平台上，使用串口和网络传输数据，进行BSP和应用程序调试。相对于使用串口传输数据，使用网络传输具有速度快，因此使用串口进行发送命令和返回信息，使用网口传输数据[6]（如图1）。

             主机                                            目标机