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龍芯3A平臺Vxworks移植的研究和實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2017-09-07 13:16:07 點(diǎn)擊：1532次

龍芯３Ａ平臺Ｖｘｗｏｒｋｓ移植的研究和實(shí)現(xiàn)
王　雷，樊曉椏，王黨輝
（西北工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，陜西西安７１０１２９）
摘　要：龍芯３Ａ處理器具有高性能低功耗的優(yōu)點(diǎn)，在高性能計(jì)算、個(gè)人桌面應(yīng)用、工業(yè)控制、高性能嵌入式等領(lǐng)域
都有廣闊的應(yīng)用前景．目前龍芯系列平臺大都是基于Ｌｉｎｕｘ系統(tǒng)，但在工業(yè)控制、高性能嵌入式等領(lǐng)域，高實(shí)時(shí)性
和高可靠性的ＶｘＷｏｒｋｓ才是比較理想的選擇．在分析了ＶｘＷｏｒｋｓ移植的主要內(nèi)容基礎(chǔ)上，詳細(xì)研究了龍芯３Ａ的
ＶｘＷｏｒｋｓ移植方法．針對具體工業(yè)應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一種基于龍芯３Ａ的工控平臺，并實(shí)現(xiàn)了對該平臺的ＶｘＷｏｒｋｓ移
植．經(jīng)過在龍芯３Ａ開發(fā)板上的驗(yàn)證是可行的．
關(guān)鍵詞：龍芯３Ａ；ＶｘＷｏｒｋｓ系統(tǒng)；板級支持包ＢＳＰ；系統(tǒng)移植
中圖分類號：ＴＰ３１６　　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ　　　　　文章編號：１０００－７１８０（２０１２）０２－００８６－０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ?。幔睿洹。桑恚穑欤澹恚澹睿簟。铮妗。郑祝铮颍耄蟆。校铮颍簦椋睿纭。拢幔螅澹洹。铮?/span>
Ｌｏｏｎｇｓｏｎ３Ａ?。龋幔颍洌鳎幔颍濉。校欤幔簦妫铮颍?/span>
ＷＡＮＧ?。蹋澹?，ＦＡＮ　Ｘｉａｏ－ｙａ，ＷＡＮＧ　Ｄａｎｇ－ｈｕｉ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｏｏｎｇｓｏｎ３Ａｐｒｏｃｅｓｓｏｒ?。瑁幔蟆。簦瑁濉。幔洌觯幔睿簦幔纾澹蟆。铮妗。瑁椋纾琛。穑澹颍妫铮颍恚幔睿悖濉。幔睿洹。欤铮鳌。穑铮鳎澹颉。悖铮睿螅酰恚穑簦椋铮睿鳎瑁椋悖琛。瑁幔?/span>
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ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ?。妫椋澹欤洌螅粒簟。穑颍澹螅澹睿?，Ｌｏｏｎｇｓｏｎ　ｓｅｒｉｅｓ?。穑欤幔簦妫铮颍怼。椋蟆。恚铮螅簦欤。猓幔螅澹洹。铮睢。蹋椋睿酰拢酰簟。椋睢。椋睿洌酰螅簦颍椋幔?/span>
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Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｌｏｏｎｇｓｏｎ３Ａ；ＶｘＷｏｒｋｓ；ｂｏａｒｄ?。螅酰穑穑铮颍簟。穑幔悖耄澹簟。拢樱校唬螅螅簦澹怼。穑铮颍簦椋睿?/span>
１　引言
龍芯系列處理器是中國科學(xué)院計(jì)算所自主開發(fā)
的國產(chǎn)處理器系列，龍芯３Ａ是其最新一代的６４位
多核處理器．龍芯３Ａ基于ＲＩＳＣ架構(gòu)，兼容ＭＩＰＳ
指令，原生４核設(shè)計(jì)，采用６５ｎｍ工藝，晶體管數(shù)目
４．２５億個(gè)，最高工作主頻１ＧＨｚ，單顆龍芯３Ａ的最
大功耗為１５Ｗ［１］．龍芯３Ａ在包括服務(wù)器、高性能
計(jì)算、個(gè)人桌面應(yīng)用、工業(yè)控制、數(shù)字信號處理、高端
嵌入式應(yīng)用等產(chǎn)品中都具有廣闊的市場應(yīng)用前景．
現(xiàn)有的龍芯平臺大都基于Ｌｉｎｕｘ操作系統(tǒng)，但
是在工業(yè)控制、高性能嵌入式等領(lǐng)域，對實(shí)時(shí)性、定
制性的要求很高，因此ＶｘＷｏｒｋｓ系統(tǒng)才是比較理
想的選擇．
本文主要分析了ＶｘＷｏｒｋｓ移植的主要內(nèi)容，
研究了龍芯３Ａ的ＶｘＷｏｒｋｓ移植方法，實(shí)現(xiàn)了一種
用于工業(yè)控制領(lǐng)域的龍芯３Ａ平臺的設(shè)計(jì)，并對其
進(jìn)行了ＶｘＷｏｒｋｓ移植．
　第２期王雷，等：龍芯３Ａ平臺Ｖｘｗｏｒｋｓ移植的研究和實(shí)現(xiàn)
２?。郑祝铮颍耄笠浦卜治?/span>
２．１?。郑祝铮颍耄笠浦驳闹饕獌?nèi)容
ＶｘＷｏｒｋｓ主要由三大部分組成：板級支持包
ＢＳＰ、微內(nèi)核Ｗｉｎｄ及輸入輸出系統(tǒng)，如圖１所示．板
級支持包ＢＳＰ在硬件與微內(nèi)核Ｗｉｎｄ之間提供了統(tǒng)
一的接口，包括硬件初始化、中斷處理、時(shí)鐘管理、內(nèi)
存地址映射、實(shí)時(shí)內(nèi)核載入等．將ＶｘＷｏｒｋｓ移植到
龍芯３Ａ平臺上，主要就是完成龍芯３Ａ平臺的板級
支持包ＢＳＰ的開發(fā)．
圖１?。郑祝铮颍耄蠼Y(jié)構(gòu)組成［２］
開發(fā)ＢＳＰ一般有兩種方式：一是使用Ｗｉｎｄ
Ｒｉｖｅｒ官方支持或者第三方支持的ＢＳＰ；二是建立
自己的ＢＳＰ以支持特定硬件．對于龍芯３Ａ來說，由
于這方面的支持度較少，加上可能某些硬件設(shè)備比
較特殊，因此通常需要自己建立龍芯３Ａ專用的
ＢＳＰ．
通常情況下ＢＳＰ開發(fā)的流程是，先實(shí)現(xiàn)一個(gè)最
小化的Ｖｘｗｏｒｋｓ內(nèi)核，向其中添加定時(shí)器、串口設(shè)
備、中斷控制器等基本驅(qū)動(dòng)程序，使得Ｖｘｗｏｒｋｓ系
統(tǒng)基本可用，然后在此基礎(chǔ)上添加其他設(shè)備，最終滿
足目標(biāo)需求．本文進(jìn)行龍芯３Ａ平臺的ＢＳＰ開發(fā)也
是基于該流程．
２．２　板級支持包ＢＳＰ的組成
通常情況下，ＢＳＰ的組成文件主要包含在以下
四個(gè)目錄里面［２］．
（１）ＩｎｓｔａｌｌＤｉｒ＼ｔａｒｇｅｔ＼ｃｏｎｆｉｇ＼ａｌｌ
該目錄下的文件包括ｂｏｏｔＣｏｎｆｉｇ．ｃ、ｂｏｏｔＩｎｉｔ．
ｃ、ｕｓｒＣｏｎｆｉｇ．ｃ、ｃｏｎｆｉｇＡｌｌ．ｈ等．這些文件主要是定
義了所有ＶｘＷｏｒｋｓ的默認(rèn)公共配置以及
ＢｏｏｔＲＯＭ的初始化代碼．這些文件作為ＶｘＷｏｒｋｓ
體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的一部分而給出，是所有ＢＳＰ的公共
部分，一般無需修改．
（２）ＩｎｓｔａｌｌＤｉｒ＼ｔａｒｇｅｔ＼ｃｏｎｆｉｇ＼ｃｏｍｐｓ＼ＶｘＷｏｒｋｓ
該目錄下的文件是ＶｘＷｏｒｋｓ事實(shí)內(nèi)核的基本
組建描述文件（ＣＤＦ文件）．一般也無需修改．
（３）ＩｎｓｔａｌｌＤｉｒ＼ｔａｒｇｅｔ＼ｃｏｎｆｉｇ＼ｃｏｍｐｓ＼ｓｒｃ
該目錄下的文件是與內(nèi)核基本組件相關(guān)的配置
文件．
（４）ＩｎｓｔａｌｌＤｉｒ＼ｔａｒｇｅｔ＼ｃｏｎｆｉｇ＼ｂｓｐｎａｍｅ
該目錄下主要包括了Ｍａｋｅｆｉｌｅ、ｃｏｎｆｉｇ．ｈ、ｒｏｍＩｎｉｔ．
ｓ、ｓｙｓＡＬｉｂ．ｓ、ｓｙｓＬｉｂ．ｃ、ｓｙｓＳｅｒｉａｌ．ｃ、ｂｓｐｎａｍｅ．
ｈ等文件．這些文件是與具體系統(tǒng)或者硬件相
關(guān)的ＢＳＰ文件，主要是目標(biāo)板上的外設(shè)的驅(qū)動(dòng)文
件、以及設(shè)備和ＶｘＷｏｒｋｓ系統(tǒng)接口文件．本文移植
工作的重點(diǎn)就是該目錄．
其中，ｃｏｎｆｉｇ．ｈ文件包含了具體ＣＰＵ板的所有
包含文件和定義，主要包括ＢＳＰ版本ＩＤ信息、緩存
和ＭＭＵ配置、ＲＡＭ和ＲＯＭ的地址和大小、默認(rèn)
引導(dǎo)行參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和中斷向量、外部總線地址映
射等；ｒｏｍＩｎｉｔ．ｓ包含了用于初始化的匯編語言源代
碼；ｓｙｓＡＬｉｂ．ｓ包含了ＶｘＷｏｒｋｓ映像的入口點(diǎn)＿
ｓｙｓＩｎｉｔ；ｓｙｓＳｅｒｉａｌ．ｃ包含了所有串口設(shè)備驅(qū)動(dòng)器的
設(shè)置和初始化．Ｍａｋｅｆｉｌｅ文件用于編譯創(chuàng)建映像文
件．ＶｘＷｏｒｋｓ使用ＧＮＵ?。恚幔耄骞ぞ邅碇匦戮幾g和
連接模塊，Ｍａｋｅｆｉｌｅ包含了整個(gè)ＢＳＰ編譯、鏈接、生
成二進(jìn)制文件的過程．ｂｓｐｎａｍｅ．ｈ主要是具體硬件
平臺的參數(shù)配置頭文件，文件名稱可以自定義．該文
件包括具體硬件平臺所有硬件的參數(shù)，如ＣＰＵ寄
存器、系統(tǒng)中斷號、端口地址、接口配置等．
２．３?。郑祝铮颍耄笥诚穹诸?/span>
開發(fā)完成的ＢＳＰ經(jīng)過編譯鏈接，可以生成的
ＶｘＷｏｒｋｓ映像有兩類：一種是可加載的ＶｘＷｏｒｋｓ
映像；一種是可引導(dǎo)的ＶｘＷｏｒｋｓ映像．前者需要固
化在Ｆｌａｓｈ中的ＢｏｏｔＲＯＭ加載到ＲＡＭ中運(yùn)行，一
般在調(diào)試階段通過串口或者網(wǎng)絡(luò)下載到目標(biāo)機(jī)中運(yùn)
行．后者是ＢｏｏｔＲＯＭ和ＶｘＷｏｒｋｓ融合在一起的映
像，通常是調(diào)試開發(fā)完成后的最終產(chǎn)品．
３　龍芯３Ａ平臺的ＶｘＷｏｒｋｓ移植
３．１　龍芯３Ａ平臺設(shè)計(jì)
本文所涉及的龍芯３Ａ平臺用于工業(yè)控制領(lǐng)
域，主要功能是分析采集到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)分析結(jié)果
對外發(fā)出控制命令，同時(shí)將采集到的數(shù)據(jù)和處理結(jié)
果實(shí)時(shí)備份．該平臺主要硬件由龍芯３Ａ處理器、
８７
微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)２０１２年
ＤＤＲ２內(nèi)存、ＢｏｏｔＲＯＭ、Ｆｌａｓｈ盤、ＦＰＧＡ組成，如圖
２所示．通電后，ＢｏｏｔＲＯＭ初始化并啟動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)；
龍芯３Ａ通過自帶的ＵＡＲＴ口接收外部傳感器采
集的數(shù)據(jù)，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并通過另
外的ＵＡＲＴ發(fā)出控制命令；Ｆｌａｓｈ盤通過ＦＰＧＡ與
龍芯３Ａ的ＰＣＩ總線連接，保存采集到原始數(shù)據(jù)和
處理后的數(shù)據(jù)．其中ＦＰＧＡ主要完成時(shí)序轉(zhuǎn)換、讀
寫控制等功能．
圖２　龍芯３Ａ平臺結(jié)構(gòu)
３．２　建立龍芯３Ａ平臺的ＢＳＰ工程
實(shí)現(xiàn)龍芯３Ａ平臺的ＢＳＰ開發(fā)，首先需要新建
一個(gè)ＢＳＰ工程．首先打開Ｔｏｒｎａｄｏ，新建一個(gè)工程
Ｌｏｏｎｇｓｏｎ３Ａ．由于沒有現(xiàn)成可用的ＢＳＰ，可以根據(jù)
用戶的硬件配置選擇一個(gè)近似的ＢＳＰ模板，如
ｒｂｔｘ４９３８＿ｍｉｐｓ６４等等，然后在此基礎(chǔ)上添加需要
的語句和文件，刪除無用的語句和文件，最終形成自
己的ＢＳＰ工程．
３．３　龍芯３Ａ平臺ＢｏｏｔＲＯＭ設(shè)計(jì)
在龍芯３Ａ平臺上電之初，由于ＲＡＭ未初始
化處于不確定狀態(tài)，系統(tǒng)初始化引導(dǎo)程序只能存放
在非易失性的介質(zhì)，例如Ｆｌａｓｈ芯片中，構(gòu)成啟動(dòng)
ＲＯＭ．
對于龍芯３Ａ平臺來說，使用較多的初始化引
導(dǎo)程序有兩種．一種是龍芯系列專用工具ＰＭＯＮ，
一種是ＶｘＷｏｒｋｓ的開發(fā)工具Ｔｏｒｎａｄｏ自帶的
ＢｏｏｔＲＯＭ．兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)，ＰＭＯＮ設(shè)計(jì)與調(diào)試較
為復(fù)雜，但是功能比ＢｏｏｔＲＯＭ強(qiáng)大；ＢｏｏｔＲＯＭ簡
單易用，但功能上不如ＰＭＯＮ．由于Ｔｏｒｎａｄｏ自帶
的ＢｏｏｔＲＯＭ與ＶｘＷｏｒｋｓ聯(lián)系緊密，而且可以制作
可加載的ＶｘＷｏｒｋｓ映像和可引導(dǎo)的ＶｘＷｏｒｋｓ映
像，同時(shí)本文的硬件環(huán)境較簡單，因此用它作為初始
化引導(dǎo)程序．
３．３．１?。拢铮铮簦遥希?硬件連接
龍芯３Ａ與ＢｏｏｔＲＯＭ之間是通過ＬＰＣ總線連
接．ＬＰＣ中的ＬＰＣ?。拢铮铮舻刂房臻g是龍芯３Ａ系統(tǒng)啟
動(dòng)時(shí)處理器最先訪問的地址空間，其物理地址范圍
０ｘ１ｆｃ０００００－０ｘ１ｆｄ０００００．對于龍芯３Ａ來說，如果系
統(tǒng)設(shè)置成從ＰＣＩ地址空間啟動(dòng)，則第一條指令的
ＰＣＩ物理地址必須是０ｘ１ｆｃ０００００，否則系統(tǒng)將從
ＬＰＣ總線的ＲＯＭ空間０地址處開始取指［１］．
龍芯３Ａ的ＬＰＣ啟動(dòng)Ｆｌａｓｈ支持４Ｍｂｉｔ和８
Ｍｂｉｔ兩種規(guī)格，通過ＬＰＣ總線上的Ｌ＿８ＭＢｉｔｓ信
號進(jìn)行選擇．為了能夠存儲ＢｏｏｔＲＯＭ及ＶｘＷｏｒｋｓ
映像，Ｆｌａｓｈ芯片的型號選擇了ＳＳＴ４９ＬＦ０８０Ａ［３］．
ＳＳＴ４９ＬＦ０８０Ａ是專門用于存儲系統(tǒng)固件的ＬＰＣ接
口的閃存芯片，存儲空間大小為８Ｍｂｉｔ（１Ｍｂｉｔ×
８）．ＳＳＴ４９ＬＦ０８０Ａ符合１．０版ＬＰＣ接口規(guī)范，支持
兩種操作模式，一種是ＬＰＣ模式（ＬＰＣ），一種是并
行編程模式（ＰＰ）．ＬＰＣ模式通過ＬＡＤ［３∶０］和
ＬＦＲＡＭＥ＃進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)操作，ＰＰ模式通過Ａ［１０∶
０］和ＤＱ［７∶０］實(shí)現(xiàn)編程操作．本文中，通過將
ＭＯＤＥ信號設(shè)定為邏輯低，使用ＬＰＣ模式實(shí)現(xiàn)系
統(tǒng)正常啟動(dòng)，如圖３所示．需要注意的是，作為啟動(dòng)
設(shè)備，ＩＤ［３∶０］必須為００００．
圖３　龍芯３Ａ與ＢｏｏｔＲＯＭ連接方式
３．３．２　加載ＶｘＷｏｒｋｓ內(nèi)核
為了能夠在龍芯３Ａ平臺上啟動(dòng)ＶｘＷｏｒｋｓ，需
要自定義一些啟動(dòng)信息．在ＢＳＰ開發(fā)包的ｃｏｎｆｉｇ．ｈ
文件中包含了ＤＥＦＡＵＬＴ＿ＢＯＯＴ＿ＬＩＮＥ的定義，
包括確定啟動(dòng)裝置的參數(shù)，主機(jī)和目標(biāo)機(jī)ＩＰ地址，
要裝載的ＶｘＷｏｒｋｓ映像的路徑和名稱等．
龍芯３Ａ集成了２個(gè)ＵＡＲＴ，在ＢＳＰ開發(fā)的調(diào)
試階段，可以使用串口下載ＶｘＷｏｒｋｓ映像并啟動(dòng)，
修改為如下形式：
＃ｄｅｆｉｎｅ　ＤＥＦＡＵＬＴ＿ＢＯＯＴ＿ＬＩＮＥ＼
“ｔｓｆｓ（０，０）ｈｏｓｔ：ＶｘＷｏｒｋｓ　ｈ＝１６９．２５４．２．６７ｅ
＝１６９．２５４．２．６８ｕ＝Ｌｏｏｎｇｓｏｎ３Ａｐｗ＝Ｌｏｏｎｇｓｏｎ３Ａｔｎ＝
ｔａｒｇｅｔ”
其中啟動(dòng)設(shè)備ｂｏｏｔＤｅｖ為ｔｓｆｓ，表示使用目標(biāo)
機(jī)代理文件系統(tǒng)連接，利用Ｔｏｒｎａｄｏ的目標(biāo)服務(wù)器
８８
　第２期王雷，等：龍芯３Ａ平臺Ｖｘｗｏｒｋｓ移植的研究和實(shí)現(xiàn)
指定串口下載ＶｘＷｏｒｋｓ映像．ｈ和ｅ分別表示主機(jī)
ＩＰ和目標(biāo)機(jī)ＩＰ，ｕ和ｐｗ分別表示用戶名和密碼．若
龍芯３Ａ平臺上有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，還可以指定ｂｏｏｔＤｅｖ
為網(wǎng)卡型號通過網(wǎng)絡(luò)方式下載．
最后當(dāng)調(diào)試完成，形成最終產(chǎn)品時(shí)，可以制作可
引導(dǎo)的ＶｘＷｏｒｋｓ映像，此時(shí)ＢｏｏｔＲＯＭ與ＶｘＷｏｒｋｓ
映像融為一體，直接燒寫在Ｆｌａｓｈ固件中即可啟動(dòng)
ＶｘＷｏｒｋｓ，無需再通過串口、網(wǎng)絡(luò)等方式下載．
３．４　龍芯３Ａ平臺的ＢＳＰ開發(fā)
３．４．１?。拢樱虚_發(fā)與設(shè)置
ＢＳＰ中的ｃｏｎｆｉｇ．ｈ文件涵蓋了龍芯３Ａ的所有
包含文件和定義，需要首先對其修改．修改ｃｏｎｆｉｇ．ｈ
文件如下：
＃ｄｅｆｉｎｅ?。遥希停撸拢粒樱牛撸粒模遥印。埃猓妫悖埃埃埃埃?/span>
＃ｄｅｆｉｎｅ?。遥希停撸裕牛兀裕撸粒模遥印。埃猓妫悖埃埃埃埃?/span>
＃ｄｅｆｉｎｅ?。遥希停撸樱桑冢拧。埃埃埃保埃埃埃埃?/span>
＃ｄｅｆｉｎｅ?。遥粒停撸龋桑牵龋撸粒模遥印。埃猓妫洌埃埃埃埃?/span>
＃ｄｅｆｉｎｅ　ＩＮＣＬＵＤＥ＿ＳＥＲＩＡＬ
＃ｄｅｆｉｎｅ?。危眨停撸裕裕佟。?/span>
＃ｄｅｆｉｎｅ?。茫希危樱希蹋牛撸拢粒眨模撸遥粒裕拧。保保担玻埃?/span>
其中，ＲＯＭ＿ＢＡＳＥ＿ＡＤＲＳ表示ＲＯＭ的基地
址，龍芯３Ａ平臺ＢｏｏｔＲＯＭ的起始物理地址是
０ｘ１ｆｃ０００００，轉(zhuǎn)化為邏輯地址為０ｘｂｆｃ０００００．ＲＯＭ＿
ＴＥＸＴ＿ＡＤＲＳ表示初始化啟動(dòng)代碼存放在ＲＯＭ
中的起始地址，同樣為０ｘｂｆｃ０００００．ＲＯＭ＿ＳＩＺＥ表
示ＲＯＭ的大小，本文使用的ＳＳＴ４９ＬＦ０８０Ａ芯片
存儲空間大小為８Ｍｂｉｔ，因此為０ｘ００１０００００．ＲＡＭ＿
ＨＩＧＨ＿ＡＤＲＳ表示復(fù)制ＢｏｏｔＲＯＭ到ＲＡＭ所使用
的目標(biāo)地址，本文設(shè)定為０ｘｂｆｄ０００００．ＲＡＭ＿ＬＯＷ＿
ＡＤＲＳ表示ＲＡＭ中的ＶｘＷｏｒｋｓ運(yùn)行的起始地址，
可根據(jù)自己的內(nèi)存大小設(shè)置．ＮＵＭ＿ＴＴＹ表示串口
數(shù)量，本文中龍芯３Ａ平臺需要兩個(gè)使用ＵＡＲＴ
口．ＣＯＮＳＯＬＥ＿ＢＡＵＤ＿ＲＡＴＥ表示波特率．
接著需要修改龍芯３Ａ平臺的頭文件Ｌｏｏｎｇｓｏｎ３Ａ．
ｈ，根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，修改其中的寄存器配置定
義、系統(tǒng)中斷號、端口地址、接口配置等．
此外還要修改Ｍａｋｅｆｉｌｅ文件，如ＣＰＵ類型號，
選擇編譯工具，附加編譯選項(xiàng)等：
ＣＰＵ＝ＭＩＰＳ６４
ＴＯＯＬ＝ｄｉａｂ
ＴＡＲＧＥＴ＿ＤＩＲ＝Ｌｏｏｎｇｓｏｎ３Ａ
注意要保證Ｍａｋｅｆｉｌｅ和ｃｏｎｆｉｇ．ｈ中ＲＯＭ和
ＲＡＭ宏定義中地址一致，此外還要除去一些無關(guān)
模塊的引用等．
３．４．２　驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)與配置
在將ＶｘＷｏｒｋｓ移植到龍芯３Ａ平臺的過程中，
很重要的一步就是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)和配置．對于
普通通用設(shè)備，可以直接添加ＢＳＰ提供的普通驅(qū)動(dòng)
程序，ＢＳＰ工具包在ｔａｒｇｅｔ／ｓｒｃ／ｄｒｖ目錄下提供了
大量普通驅(qū)動(dòng)程序的源代碼．在編譯階段，ｓｙｓＬｉｂ．ｃ
可從ｔａｒｇｅｔ／ｓｒｃ／ｄｒｖ中復(fù)制這些普通程序．如果對
于特殊非通用設(shè)備，必須創(chuàng)建一個(gè)ＢＳＰ專用的驅(qū)動(dòng)
程序，存放在ＢＳＰ專用目錄下．
龍芯３Ａ平臺的啟動(dòng)過程中，需要對串口設(shè)備
初始化．普通多模式串行驅(qū)動(dòng)程序存放在ｔａｒｇｅｔ／
ｓｒｃ／ｄｒｖ／ｓｉｏ目錄下．此目錄中包括了很多常見的串
口設(shè)備的驅(qū)動(dòng)源文件，如ｉ８２５０Ｓｉｏ．ｃ（ｉｎｔｅｌ８２５０）和
ｎｓ１６５５０Ｓｉｏ．ｃ（ＮＳ　１６５５０）等等，同時(shí)還包含了ｔｅｍｐｌａｔｅＳｉｏ．
ｃ模板文件．龍芯３Ａ中的ＵＡＲＴ串口設(shè)
備兼容ＮＳ?。保叮担担埃虼丝梢灾苯邮褂茫睿螅保叮担担埃樱椋铮?/span>
作為串口驅(qū)動(dòng)．如果需要添加特殊串口設(shè)備時(shí)，需要
先在模版ｔｅｍｐｌａｔｅＳｉｏ．ｃ上創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)程序，然后修改
ＢＳＰ的ｓｙｓＬｉｂ．ｃ或ｓｙｓＳｅｒｉａｌ．ｃ文件，以使它們包括
所需的驅(qū)動(dòng)程序．由于本文龍芯３Ａ平臺的所用硬
件均為普通的常用設(shè)備，可同樣按照上述方式添加
與配置．
３．５?。疲欤幔螅栉募到y(tǒng)的建立
由于本文的龍芯３Ａ平臺使用了Ｆｌａｓｈ盤作為
數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，出于使用壽命和簡化控制操作的考
慮，為該Ｆｌａｓｈ盤建立文件系統(tǒng)．
ＴｒｕｅＦＦＳ是Ｍ－Ｓｙｓｔｅｍｓ公司開發(fā)的一種Ｆｌａｓｈ
文件實(shí)現(xiàn)方式，它屏蔽了底層存儲介質(zhì)的差異，可以
為各種Ｆｌａｓｈ存儲設(shè)備提供統(tǒng)一的塊設(shè)備接口［４］．
ＴｒｕｅＦＦＳ與ＶｘＷｏｒｓｋ兼容，支持ｘ８６、ＰｏｗｅｒＰＣ、
ＭＩＰＳ等ＣＰＵ架構(gòu)，并且具有可重用、線程安全的
特點(diǎn)，非常適合工業(yè)控制、嵌入式等領(lǐng)域的龍芯３Ａ
平臺使用．
在硬件上，龍芯３Ａ平臺使用的Ｆｌａｓｈ芯片是
ＳＳＴ３９ＬＦ１６０．ＳＳＴ３９ＬＦ１６０是一種多功能Ｆｌａｓｈ芯
片，存儲空間大小為１６Ｍｂｉｔ（１Ｍｂｉｔ×１６）．
３．５．１?。拢樱邢嚓P(guān)配置
要讓ＶｘＷｏｒｋｓ支持ＴｒｕｅＦＦＳ，必須在Ｖｘ－
Ｗｏｒｋｓ映像中添加相關(guān)配置和文件．
首先要ｃｏｎｆｉｇ．ｈ中定義ＴｒｕｅＦＦＳ，修改ｃｏｎｆｉｇ．
ｈ如下：
＃ｄｅｆｉｎｅ?。桑危茫蹋眨模牛撸模希樱疲?/span>
＃ｄｅｆｉｎｅ?。桑危茫蹋眨模牛撸裕疲疲?/span>
＃ｄｅｆｉｎｅ?。桑危茫蹋眨模牛撸裕疲疲樱撸模希樱疲?/span>
８９
微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)２０１２年
＃ｄｅｆｉｎｅ　ＩＮＣＬＵＤＥ＿ＴＦＦＳ＿ＳＨＯＷ
龍芯３Ａ硬件平臺的ＢＳＰ目錄下還需要包含
ｓｙｓＴｆｆｓ．ｃ文件，將ＴｒｕｅＦＦＳ所有層連接在一起與
ＶｘｃＷｏｒｋｓ綁定．修改ｓｙｓＴｆｆｓ．ｃ文件如下：
＃ｄｅｆｉｎｅ?。桑危茫蹋眨模牛撸停裕模撸樱樱裕常梗郑疲保叮?/span>
＃ｄｅｆｉｎｅ?。桑危茫蹋眨模牛撸裕蹋撸疲裕?/span>
＃ｄｅｆｉｎｅ　ＦＬＡＳＨ＿ＢＡＳＥ＿ＡＤＲＳ?。埃埃妫洌埃埃埃埃?/span>
＃ｄｅｆｉｎｅ?。疲蹋粒樱龋撸樱桑冢拧。埃埃埃玻埃埃埃埃?/span>
其中，ＩＮＣＬＵＤＥ＿ＭＴＤ＿ＳＳＴ３９ＶＦ１６０代表了
ＳＳＴ３９ＶＦ１６０的ＭＴＤ驅(qū)動(dòng)，其他不相關(guān)的ＭＩＤ驅(qū)
動(dòng)頭文件都可以注釋掉．
由于龍芯３Ａ平臺具備虛擬內(nèi)存管理功能，所
以ｓｙｓＬｉｂ．ｃ中的內(nèi)存管理單元ＭＭＵ需要添加
Ｆｌａｓｈ相關(guān)定義，否則可能會導(dǎo)致Ｆｌａｓｈ訪問失?。?/span>
因此對于本文的龍芯３Ａ平臺來說，要在ｓｙｓＬｉｂ．ｃ
中的ｓｙｓＰｈｙｓＭｅｍＤｅｓｃ［］中添加上面Ｆｌａｓｈ的基地
址和大小等信息．
接下來修改ｔｆｆｓＣｏｎｆｉｇ．ｃ，在該文件開頭添加聲
明：
＃ｉｆｄｅｆ?。桑危茫蹋眨模牛撸停裕模撸樱樱裕常梗郑疲保叮?/span>
ＦＬＳｔａｔｕｓ?。樱樱裕常梗郑疲保叮?＿ＭＴＤ＿Ｉｄｅｎｔｉｆｙ
（ＦＬＦｌａｓｈ?。觯铮欤?/span>
＃ｅｎｄｉｆ
并在ＭＴＤｉｄｅｎｔｉｆｙＲｏｕｔｉｎｅｍｔｄＴａｂｌｅ［］中添加
以下內(nèi)容：
＃ｉｆｄｅｆ?。桑危茫蹋眨模牛撸停裕模撸樱樱裕常梗郑疲保叮?/span>
ＳＳＴ３９ＶＦ１６０＿ＭＴＤ＿Ｉｄｅｎｔｉｆｙ
＃ｅｎｄｉｆ
最后在編譯時(shí)，將ＳＳＴ３９ＬＦ１６０相關(guān)ＭＴＤ驅(qū)
動(dòng)添加到Ｍａｋｅｆｉｌｅ中去：
ＭＡＣＨ＿ＥＸＴＲＡ＝ＳＳＴ３９ＬＦ１６０＿Ｍｔｄ．ｏ
３．５．２　驅(qū)動(dòng)程序編寫
ＳＳＴ３９ＬＦ１６０驅(qū)動(dòng)程序主要是完成Ｆｌａｓｈ的識
別、寫入和擦除操作，對應(yīng)的函數(shù)聲明分別為：
ＦｌＳｔａｔｕｓ?。樱樱裕常梗郑疲保叮?＿ＭＴＤ＿Ｉｄｅｎｔｉｆｙ
（ＦＬＦｌａｓｈ?。觯铮欤?；
ｓｔａｔｉｃ?。疲欤樱簦幔簦酰蟆。樱樱裕常梗郑疲保叮埃停裕模牛颍幔螅?/span>
（ＦＬＦｌａｓｈ　ｖｏｌ，ｉｎｔ　ｂｌｏｃｋＮｏ，ｉｎｔ?。猓欤铮悖耄裕铮牛颍幔螅澹?；
ｓｔａｔｉｃ　ＦｌＳｔａｔｕｓ?。樱樱裕常梗郑疲保叮埃停裕模祝颍椋簦?/span>
（ＦＬＦｌａｓｈ　ｖｏｌ，ＣａｒｄＡｄｄｒｅｓｓ　ａｄｄｒｅｓｓ，ｃｏｎｓｔ　ｖｏｉｄ
ＦＡＲ１ｂｕｆｆｅｒ，ｉｎｔ　ｌｅｎｇｔｈ，ｉｎｔ?。恚铮洌澹螅?/span>
根據(jù)這些函數(shù)的聲明，編寫對應(yīng)的函數(shù)，完成驅(qū)
動(dòng)程序并添加到工程中即可．
３．６　開發(fā)板驗(yàn)證
龍芯３Ａ－ＲＳ７８０Ｅ［５］開發(fā)板是龍芯公司為龍芯
３Ａ量身定制的開發(fā)板．它集成了豐富的通用接口，
方便用戶搭建基于龍芯３Ａ的硬件快速演示平臺；
同時(shí)可以滿足用戶在開發(fā)板上進(jìn)行性能評估和軟件
開發(fā)移植的需要．
本文所研究的內(nèi)容在龍芯３Ａ－ＲＳ７８０Ｅ開發(fā)板
上進(jìn)行了驗(yàn)證．利用該開發(fā)板搭建了本文所設(shè)計(jì)的
龍芯３Ａ工控平臺，經(jīng)過移植ＶｘＷｏｒｋｓ可以成功運(yùn)
行，驗(yàn)證了本文移植方法的可行性．
４　結(jié)束語
針對不同的用途和需求，龍芯３Ａ的硬件平臺
配置也各不相同，但ＶｘＷｏｒｋｓ移植的方法是類似
的．本文詳細(xì)研究了龍芯３Ａ平臺下的ＶｘＷｏｒｋｓ移
植方法，并在龍芯３Ａ開發(fā)板上驗(yàn)證了其可行性，一
定程度上可以拓展龍芯系列在工業(yè)控制、高性能嵌
入式等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

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