VxWorks / SBC 강의 정리

 

 

[2013.05.09] VxWorks 강의

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목차

 

 

 

VxWorks Overview

실시간 운영체제 개요

• 실시간 운영체제 (RTOS-Real Time Operating System)는 코드 실행을 시간에 따라 정확히 관리하고, 시스템 자원을 관리하고, 응용 프로그램 개발을 위한 일관된 기반을 제공하는 일종의 프로그램.
• 임베디드 시스템이 가지는 특성 중 실시간적인 요소를 충족하기 위해서 나온 운영체제.
• RTOS 에서 가장 중요한 부분은 스케쥴러(Scheduler)로서 실시간 시스템의 여러가지 기능들을 관리하는
• 태스크들에게 CPU time 을 할당해주는 기능을 함.

 

 

 

분류	세부내용
응답시간이 시스템에 미치는 영향	Hard Real Time System	- 실시간 적으로 처리되지 않으면 치명적인 결함을 발생하는 실시간 시스템 - 군사용 장비들에 적용
	Soft Real Time System	- 원하는 응답시간을 만족하지 못하더라도 치명적인 결함을 가져오지 않는 시스템 - 휴대폰, PDA등과 같은 정보화기기, 정보 가전 등에 사용
구조적 측면	Multi Thread 모델	- OS커널과 응용 프로그램이 합쳐져서 서로의 구분이 없는 하나의 큰 프로그램이 되어 작동하는 구조 - 공동의 작업영역(Memory)을 자유롭게 액세스 가능 - OS의 크기가 작고, 비교적 작은 크기의 시스템에서 구현이 쉽고 빠름
	Multi Process 모델	- OS커널이나 각 응용 프로그램들이 모두 독립적인 프로그램으로 동작 - 각 응용 프로그램은 서로의 메모리가 보호되므로 모듈의 추가, 변경이 쉬움 - 대규모 시스템 개발에 용이 - RTOS의 크기가 상대적으로 크기 때문에 작은 시스템 개발에는 부담이 됨

 

 

 

RTOS의 장점

📌 RTOS는 Win CE, EMB XP, EMB Linux, VxWorks 등이 있으며 Ethernet, telnet 등

필요한 기능들을 사용자가 직접 설정하여 커널을 구성할 수 있으며, 용량이 작고 속도가 빠르다.

 

VxWorks

WindRiver 시스템사(U.S)에서 개발한 실시간 운영체제 (RTOS) 가장 많이 사용되는 상용 실시간 운용체제 항공/우주 분야부터 소비가전, 자동차용 텔레매틱스 등 폭넓게 사용됨

 

VxWorks 특성

• Priority-based, preempitve scheduling algorithm
• 빠른 멀티태스킹(Multitasking) 커널로 빠른 인터럽트
• Scheduling 기법 – Round Robin
• Intertask synchronization

 

Linux와 VxWorks 동기화 방식의 차이점

 

 

• 장점 : 데이터 동기화 방식이 간편하다.
• 단점 : 예를 들어 Task 1이 데이터를 지우면 Task 2도 함께 데이터가 지워질 수 있다.

 

 

 

• 장점 : 예를 들면 P1에서 삭제한 데이터는 P2에서 삭제되지않는다.
• 단점 : 동기화 방식이 복잡하다.

 

 

Host PC와 Target 하드웨어의 구성

 

💡 BSP 포팅시에 하드웨어 엔지니어들이 JTAG를 사용하며, 소프트웨어 개발자와는 관계가 없다.

 

• Target 하드웨어가 Boot ROM이 두개인 이유는 SBC 는 방산업체에서 주로 사용됨으로 Boot ROM이 error 를 발생하여 kill 되는경우를 방지하기 위함으로 안전성을 극대화 시킨다.

 

 

• First Boot ROM은 Second Boot ROM의 error 유무를 검사하고, 이상이 없을경우 Second Boot ROM에 의하여   Booting 된다. Second Boot ROM이 문제가 발생하였을 경우 First Boot ROM이 대신하여 Booting 하는 방식이다.

 

VxWorks 5.x	VxWorks 6.x
Tornado	Workbench
라이센서를 기능별로 필요한 것만 각각 별도로 구입하여 사용함.	모든 기능이 Workbench 에 포함되어 있으며 라이센서 가격이 올라감

 

 

• VxWorks 는 OS.lib 와 BSP.lib 를 사용하여 Porting 한다. (OS.lib + BSP = VxWorks)

 

 

 

SBC Overview

• SBC Board를 구입시에는 사용하는 VxWorks 버전에 맞는 BSP를 제공하는지를 유의할 것.
• BSP는 소스레벨 또는 라이브러리 형태로 SBC제조사에서 제공하며, 별도로 금액을 지불하여 구입가능.
• BSP 라이브러리를 사용하기 위해서는 SBC 제조사에서 제공하는 BSP 라이브러리를 아래의 위치에 설치한다.

C:\WindRiver\vxworks-6.7\target\config

 

• VME SBC 의 내부 속도 제어는 아래 그림과 같이 BUS Controlr 에서 이루어진다.
• 빠른 전송 속도가 필요하지 않는 Peripheral Device 와 빠른 전송 속도가 필요한 Peripheral Device 를 구분하여 처리한다.

 

 

 

 

• SBC BOARD 의 BUS 종류에는 VME, VPX, CPCI 등이 있다.

 

1. BOARD 의 모서리 부분에 스위치를 사용하여 3.3V출력, 5V 출력 등 SBC BOARD 를 세팅한다.
2. SBC 제조사에서 제공하는 data sheet 를 참고 하여 Address map 을 분석하고 SBC에 각 PLD의 Address 를 설정하여 PLD를 제어한다.
3. PLD하드웨어 개발자는 PLD 에 내장된 Chip 에 고유한 Address 를 설정해둔다.
4. SBC BOARD사용자는 하드웨어 개발자가 정의한 PLD Adress 를 SBC 의VME A24 Memory 영역에 설정하여 해당 PLD에게 명령을 내린다.

 

 

 

 

• 24Bit 를 지원하는 VME BUS 인 경우를 예를들어 고유 Address 8Bit(0x5D) 를 제외한 16bit를 사용하여 PLD Address 를 설정 하고 명령 을 Bit set 하여 제어한다.

 

 

 

• 위 그림과 같이 0x5D24 0000 Address 를 전송할 경우 25번 PLD 는 데이터를 받지 않고, 24번 PLD가 해당 데이터를 받는다.

 

💡   PLD 칩의 Software도 상당히 힘든 과제임으로 어느 업체가 담당 할 것인지를 분명히 논의 할 것. 
      회로 점검시 Digital in은 점검이 용이하지만 Digital out 은 점검이 불가함으로 점검 방법 협의시 논의할 것.

 

 

 

Memory 특성

 

 

 

 

• RAM 은 Address map 이 있음으로 해당 영역의address 로 Bit set 하여 접근이 자유롭다. 
• 읽고 쓰기가 가능하다.

 

 

 

 

 

• ROM 은 전원이 off 되어도 데이터가 삭제되지 않는 장점을 가지고 있다. 
• 가격 이 비싸다.

 

 

 

 

• F/M 는 비휘발성 메모리로 전원이 off 되어도 데이터가 삭제되지 않는다.
• Base Address 를 기준으로 연산하여 메모리의 각 영역에 접근이 가능하다.
• 단점은 데이터를 저장만 가능하고 삭제는 블록 단위로만 가능하다 .

 

 

VxWorks+강의1.pdf

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