VxWorks概述

VxWorks 是美国 Wind River System 公司（ 以下简称风河 公司 ，即 WRS 公司）推出的一个实时操作系统。Tornado 是WRS 公司推出的一套实时操作系统开发环境，类似Microsoft Visual C，但是提供了更丰富的调试、防真环境和工具。

实时多任务操作系统是能在确定的时间内执行其功能，并对外部的异步事件作出响应的计算机系统。多任务环境允许一个实时应用作为一系列独立任务来运行，各任务有各自的线程和系统资源。VxWorks系统提供多处理器间和任务间高效的信号灯、消息队列、管道、网络透明的套接字。 实时系统的另一关键特性是硬件中断处理。为了获得最快速可靠的中断响应，VxWorks系统的中断服务程序ISR有自己的上下文。

 

   VxWorks实时操作系统由400多个相对独立的、短小精炼的目标模块组成，用户可根据需要选择适当模块来裁剪和配置系统，这有效地保证了系统的安全性和可靠性。系统的链接器可按应用的需要自动链接一些目标模块。这样，通过目标模块之间的按需组合，可得到许多满足功能需求的应用。

　　VxWorks操作系统有以下部件组成：

内核（wind）：

VxWOrks实时内核（Wind）主要包括基于优先级的任务调度、任务同步和通信、中断处理、定时器和内存管理。 

 

兼容实时系统标准POSIX：

VxWOrks提供接口来支持实时系统标准P.1003.1b.　

 

 多任务调度（采用基于优先级抢占方式，同时支持同优先级任务间的分时间片调度）

 任务间的同步　

 进程间通信机制

 中断处理　　

 定时器和内存管理机制　　

 I/O 系统　　

　　VxWorks 提供了一个快速灵活的与 ANSI C 兼容的 I/O 系统，包括 UNIX 标准的Basic I/O（creat(), remove(), open(),close(), read(), write(), and ioctl().），Buffer I/O (fopen(), fclose(), fread(), fwrite(), getc(), putc()) 以及POSIX 标准的异步 I/O。VxWorks 包括以下驱动程序：网络驱动、管道驱动、RAM盘驱动、SCSI驱动、键盘驱动、显示驱动、磁盘驱动、并口驱动等

 文件系统　　

　　支持四种文件系统： dosFs，rt11Fs，rawFs 和 tapeFs

　　支持在一个单独的 VxWorks 系统上同时并存几个不同的文件系统。

 板级支持包 BSP（Board Support Package）　　

　　板级支持包向VxWorks操作系统提供了对各种板子的硬件功能操作的统一的软件接口，它是保证VxWorks操作系统可移植性的关键，它包括硬件初始化、中断的产生和处理、硬件时钟和计时器管理、局域和总线内存地址映射、内存分配等等。 每个板级支持包括一个 ROM 启动（Boot ROM）或其它启动机制。

 网络支持：　　

　　它提供了对其它VxWorks系统和TCP/IP 网络系统的"透明"访问，包括与BSD套接字兼容的编程接口，远程过程调用（RPC），SNMP（可选项），远程文件访问（包括客户端和服务端的NFS机制以及使用RSH，FTP 或 TFTP的非NFS机制）以及BOOTP 和代理ARP、DHCP、DNS、OSPF、RIP。无论是松耦合的串行线路、标准的以太网连接还是紧耦合的利用共享内存的背板总线，所有的 VxWorks 网络机制都遵循标准的 Internet 协议。

 系列网络产品：　　

 WindNet SNMP　

 WindNet STREAMS　　

 WindNet 第三方产品，包括 OSI、SS7、ATM、Frame　 Relay、CORBA、ISDN、X.25、

 CMIP/GDMO、分布式网络管理等。　

　　这些产品扩展了VxWorks的网络特性，并增强了嵌入式处理器的网络特性

 虚拟内存（ VxVMI）与共享内存（VxMP）　　

　　VxVMI 为带有 MMU 的目标板提供了虚拟内存机制。

　　VxMP 提供了共享信号量，消息队列和在不同处理器之间的共享内存区域。

 目标代理（Target Agent）　

　　目标代理遵循 WBD（Wind Debug）协议，允许目标机与主机上的 Tornado 开发工具相连。在目标代理的缺省设置中，目标代理是以 VxWorks 的一个任务tWdbTask 的形式运行的。

　　Tornado 目标服务器（Target Server）向目标代理发送调试请求。调试请求通常决定目标代理对系统中其它任务的控制和处理。缺省状态下，目标服务器与目标代理通过网络进行通信，但是用户也可以改变通信方式。

 实用库　　

　　VxWorks 提供了一个实用例程的扩展集，包括中断处理、看门狗定时器、消息登录、 内存分配、字符扫描、线缓冲和环缓冲管理、链表管理和 ANSI C 标准。

 基于目标机的工具　

　　在 Tornado 开发系统中，开发工具是驻留在主机上的。但是也可以根据需要将基于目标机的Shell 和装载卸载模块加入 VxWorks。

　　嵌入式Vxworks系统的主要应用领域主要有以下几方面：

　　1.数据网络：如：以太网交换机、路由器、远程接入服务器等

　　2.远程通讯：如：电信用的专用分组交换机和自动呼叫分配器，蜂窝电话系统等

　　3.医疗设备：如：放射理疗设备

　　4.消费电子：如：个人数字助理等

　　5.交通运输：如：导航系统、高速火车控制系统等

　　6.工业：如：机器人

　　7.航空航天：如：卫星跟踪系统

　　8.多媒体：如：电视会议设备

　　9.计算机外围设备：如：X终端、I/O 系统等

　　总之，VxWorks的系统结构是一个相当小的微内核的层次结构。内核仅提供多任务环境、进程间通信和同步功能。这些功能模块足够支持VxWorks在较高层次所提供的丰富的性能的要求。

　　VxWorks6.0版本新增功能：

　　风河通用平台VxWorks版（GPP）是所有设备软件应用程序的首要基础平台。此通用平台基于全球应用最广泛的运行时操作系统--VxWorks而构建。最新版本（VxWorks 6.1）中的各运行时组件可向后兼容VxWorks的早期版本。此最新版本包含了增强的内存保护、容错管理，并支持最新的网络和安全协议以及设备与企业间的连通性。

　　通用平台组合了最为严格和确定性的实时操作系统，其产品完全集成了现有的产品开发解决方案，从而能够满足贵企业的各种苛刻需求。它无缝集成了业界标准的RTOS（VxWorks 6.1）、功能强大的开发套件（Workbench 2.3）、网络和安全协议、用于工程人员快速启动项目的培训以及迅速扩展您开发团队综合技能的各种专业服务。

　　新增功能：

　　通用平台VxWorks 3.1版扩展了的3.0功能：它扩展了架构支持、多处理器消息处理（基于业界标准的开源式TIPC协议）、增强了网络堆栈以及支持风河Workbench的最新版本。

　　* 支持下述新架构：

　　- ARM 9, ARM 11

　　- Intel Pentium M

　　- Intel XScale

　　- Renesas SuperH-4, SuperH-4a

　　* 支持通用平台VxWorks 3.0版中的所有架构和BSP

　　* 多处理器消息通道（基于TIPC协议）

　　* 网络堆栈包括PPP、PPPoE以及多链路PPP

　　* 风河Workbench 2.3