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BSP

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2012-01-16 00:56:48

BSP(board support package)板级支持包  BSP(board support package)是板级支持包,是介于主板硬件和操作系统之间的一层,应该说是属于操作系统的一部分,主要目的是为了支持操作系统,为上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包,使之能够更好的运行于硬件主板。在嵌入式系统的组成中,就有BSP。BSP是相对于操作系统而言的,不同的操作系统对应于不同定义形式的BSP,例如VxWorks的BSP和Linux的BSP相对于某一CPU来说尽管实现的功能一样,可是写法和接口定义是完全不同的,所以写BSP一定要按照该系统BSP的定义形式来写(BSP的编程过程大多数是在某一个成型的BSP模板上进行修改)。这样才能与上层OS保持正确的接口,良好的支持上层OS。
  BSP主要功能为屏蔽硬件,提供操作系统及硬件驱动,具体功能包括:
  1. 单板硬件初始化,主要是CPU的初始化,为整个软件系统提供底层硬件支持
  2. 为操作系统提供设备驱动程序和系统中断服务程序
  3. 定制操作系统的功能,为软件系统提供一个实时多任务的运行环境
  4. 初始化操作系统,为操作系统的正常运行做好准备。

举例
  在VxWorks中的网卡驱动,首先在config.h中包含该网卡,然后将网卡含网卡的信息的参数放入END_TBL_ENTRY endDevTbl [] 中,系统通过函数muxDevLoad( )调用这个数组来安装网卡驱动。
  而在Linux中的网卡驱动,是在space.c中声明该网络设备,再把网卡驱动的一些函数加到dev结构中,由函数ether_setup()来完成网卡驱动的安装。
  纯粹的BSP所包含的内容一般说来是和系统有关的驱动和程序,如网络驱动和系统中网络协议有关,串口驱动和系统下载调试有关等等。离开这些驱动系统就不能正常工作。
  Tornado中BSP的编译和上层不同,用命令行或直接在Tornado环境下Build,在Tornado下不能跟踪调试。
  用户也可以添加自己的程序到BSP中,但严格来说不应该算BSP.一般来说这种做法不建议。因为一旦操作系统能良好运行于最终的主板硬件后,BSP也就固定了,不需要做任何改动。而用户自己在BSP中的程序还会不断的升级更新,这样势必对BSP有不好的影响,对系统造成影响,同时由于BSP调试编译环境较差,也不利于程序的编译调试。
  上层程序
  Tools - Applications
  --------------
  I/O System
  VxWorks Libraries
  TCP/IP 
  Wind Kernel
  BSP
  --------------
  SCSI Controllerr
  Serial Controller
  Clock Timer
  Ethernet Controller
  .. ..硬件  BSP在嵌入式系统和Windows系统中的不同
  其实运行与PC机上的windows或也是有BSP的。只是PC机均采用统一的X86体系架构,这样一定操作系统(windows,linux..)的BSP相对x86架构是单一确定的,不需要做任何修改就可以很容易支持OS在x86上正常运行,所以在PC机上谈论BSP这个概念也没什么意义了。
  而对嵌入式系统来说情况则完全不同,目前市场上多种结构的嵌入式CPU(RISC)并存(PPC,ARM,MIPS....),为了性能的需要,外围设备也会有不同的选择和定义。一个针对不同的CPU,会有不同的BSP,即使同一种CPU,由于外设的一点差别(如外部扩展DRAM的大小,类型改变),BSP相应的部分也不一样。
  所以根据硬件设计编写和修改BSP,保证系统正常的运行是非常重要的。
  BSP和PC机主板上的BIOS区别
  BSP和PC机主板上的BIOS区别很大,BIOS主要是负责在电脑开启时检测、初始化系统设备(设置栈指针,中断分配,内存初始化..)、装入操作系统并调度操作系统向硬件发出的指令,它的Firmware代码是在芯片生产过程中固化的,一般来说用户是无法修改。其实是为下载运行操作系统做准备,把操作系统由硬盘加载到内存,并传递一些硬件接口设置给系统。在OS正常运行后,BIOS的作用基本上也就完成了,这就是为什么更改BIOS一定要从新关机开机。
  PC机BIOS的作用更象嵌入式系统中的Bootloader(最底层的引导软件,初始化主板的基本设置,为接收外部程序做硬件上的准备)。与Bootloader不同的是BIOS在装载OS系统的同时,还传递一些参数设置(中断端口定义,...),而Bootloader只是简单的装载系统。
  BSP是和操作系统绑在一起运行在主板上的,尽管BSP的开始部分和BIOS所做的工作类似,可是大部分和BIOS不同,作用也完全不同。此外BSP还包含和系统有关的基本驱动(串口,网口...),此外程序员还可以编程修改BSP,在BSP中任意添加一些和系统无关的驱动或程序,甚至可以把上层开发而系统规划法的统统放到BSP中。
  而BIOS程序是用户不能更改,编译编程的,只能对参数进行修改设置。更不会包含一些基本的硬件驱动。BSP在嵌入式开发中的位置和作用  BSP开发处于整个嵌入式开发的前期,是后面系统上应用程序能够正常运行的保证。
  大概步骤如下:
  1.硬件主板研制,测试。
  2.操作系统的选定,BSP编程。
  3.上层应用程序的开发。
  BSP部分在硬件和操作系统,上层应用程序之间。所以这就要求BSP程序员对硬件,软件和操作系统都要有一定的了解。这样才能做好BSP编程。
  熟悉工具方面:电表,示波器,逻辑分析仪。硬件仿真器,仿真调试环境。
  语言方面:汇编语言,C语言。
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