嵌入式系统-道系统

嵌入式系统——道系统介绍1国产软硬件应用必要性分析操作系统是装备应用的控制管理核心，对武器装备的功能、性能和可靠性等关键内容具有重要影响。为适应现代战争的需要，装备应用向信息化、自动化、智能化、高性能、高可靠的方向快速发展，而这些特性大都需要通过软件来进行支持。其中，操作系统起着至关重要的作用，为整个武器装备的功能、性能和可靠性提供核心支持。我军装备应用研制现用操作系统为美国风河公司研制的嵌入式实时操作系统产品VxWorksv5.5.1，通过对装备用操作系统选型历史、应用研制、装备用国产操作系统需求进行深入分析，在项目中我军装备中应用国产操作系统(如“道”系统)替换现研制用操作系统VxWorks5.5.1是必要的。装备用操作系统选型历史证明在我军装备中应用国产操作系统是必要的从上世纪80年代至今，我军装备系统选用的操作系统产品包括：美国英特尔（Intel）公司的iRMX、美国风河(WindRiver)公司的VxWorks等实时多任务操作系统以及美国微软（MicroSoft）公司的嵌入式操作系统产品WindowsXPEmbeded（XPE）。国外商业货架嵌入式实时操作系统产品不是我我军装备的货架产品。为了提升我军装备研发水平，另外基于我国当时没有相应产品这个现实，从1998年开始，我军装备研发部门引进了美国风河公司的VxWorks实时操作系统产品。但是，嵌入式应用的开发特点决定了，除了购买商业货架产品以外，开发过程中还需要厂家提供及时的技术支持和服务，然而由于VxWorks是美国产品，其厂家在国内的技术支持力量薄弱，另外由于保密的原因，国外厂家也无法提供直接的技术支持。所以，在引进后，工业部门自己花了大量的时间、精力和资金对VxWorks产品进行理解、熟悉、修改和定制。VxWorks的升级产品将使我们的工业部门重复上述过程。说明目前我军装备工业部门目前在这项技术上还是受制于人的。国外嵌入式操作系统产品的生命周期不受国内我军装备和国防科技工业自主发展的制约。在相关产品停止发展或是与自主发展我军装备的需求不一致的情况下，会制约我军装备的自主发展。80年代初期，我军装备开始在不同类型的电子装备的研发中引进了Intel公司的CPU技术和其配套的实时操作系统产品i-RMX/86，但是，由于Intel的商业方向转而定位在PC机和服务器领域，Intel在90年初期放弃了嵌入式实时操作系统产品i-RMX，使得我军装备研发部门也于90年代中期停止了i-RMX产品系列的使用。然而，安装了i-RMX操作系统的装备至今还在使用，但是熟悉这套系统的人已经很少，配套的调试设备和维护设备也已经过时。这种事件的发生，不仅对老装备的维护带来很大困难，对新装备的发展也带来不利影响2009年6月，Intel收购WindRiver公司再次给国内我军装备的持续发展已经带来了非常现实的威胁。Intel收购的目的是WindRiver在嵌入式Linux方面的实力，以在移动终端等民用市场同其他IT巨头进行生死竞争。其直接结果便是WindRiver的国防产品会受到冷落。尽管这种影响不会即刻体现出来，但我军装备大量应用VxWorks产品的前途已经毋容置疑的严峻而紧迫。2008年3月，微软宣布WindowsXP产品将于2009年4月14日停止主流支持服务，09年5月宣布延长，但是并没有说延长至何时。一旦WindowsXP停止更新，WindowsXP产品系列，包括WindowsXP/Embeded将面临淘汰，而选用XPE的我军装备也将面临存在安全隐患、无法得到持续的技术支持和服务等关键问题；微软后续是推出Windows7的嵌入式版本还是只推WindowsCE也会导致我军装备再次面临抉择。i-RMX、VxWorks、WindowsXP/Embeded等我军装备选用的装备用操作系统产品或被生产厂商停止维护，或被收购的事实充分说明：国外嵌入式实时操作系统产品生命周期不受我军装备维护需要的影响，对我军装备的可维护性造成了巨大困难，提高我军装备维护成本；国外嵌入式实时操作系统产品不会因为我军装备的发展需要制定相应发展规划，使我军装备的研制受到相应产品的严重制约，不能满足我军装备的可持续发展需要。因此，在我军装备中应用国产操作系统产品替代国外操作系统产品是必要的。2现有装备替换国外操作系统产品需求我军装备现装备用操作系统选用的均为国外操作系统产品，为保障系统安全性、可维护性，具有替换现装备用操作系统为国产操作系统，并在新研型号中逐步推广应用国产操作系统的需求。我军装备现装备用操作系统是美国风河公司生产、销售的嵌入式实时操作系统产品VxWorksv5.5.1，配套开发工具为Tornado2.2。近十年来，工业部门基于VxWorksv5.5.1开发了大量的装备应用，开发人员已经适应了Tornado2.2的开发工具，并Tornado2.2、VxWorks5.5.1的功能特点形成了一套研制模式。替换VxWorks5.5.1，不仅仅是替换一个操作系统内核，还涉及多方面需求，包括：1）国产操作系统应提供与VxWorksv5.5.1对等的功能，如基于优先级抢占的任务调度算法、信号量、消息队列、内存管理、设备管理等；2）国产操作系统应提供与VxWorksv5.5.1近似的性能，提供同等数量级的操作响应时间；3）国产操作系统应提供与VxWorksv5.5.1一致的编程接口，减少应用迁移的工作量；4）国产操作系统应支持已开发的装备用硬件设备驱动模块、软件中间件模块二进制代码的迁移，以更多地利用工业部门已有研制成果；5）国产操作系统应提供功能、使用方式与Tornado2.2一致的开发工具，以适应工业部门已经形成的开发模式，便于开发人员快速掌握。3“道”系统概述“道”系统是北京科银京成技术有限公司自主研制的嵌入式基础软件，包括嵌入式实时操作系统DeltaOS和集成开发环境LambdaTOOL。1）嵌入式实时操作系统DeltaOSDeltaOS具备微秒级的响应时间，提供基于优先级抢占的实时任务调度策略，提供动态加载功能，在功能、性能上可以替代VxWorks5.5。DeltaOS提供VxWorks接口兼容层，兼容多功能标准显控台标准配套模块所使用的全部VxWorks操作系统接口，支持VxWorks5.5目标代码的加载、运行，保障多功能标准显控台已有成果的无缝迁移，保障基于多功能标准显控台开发的应用的快速迁移。图41“道”系统嵌入式实时操作系统组成2）LambdaTOOLLambdaTOOL基于Eclipse框架构建，与风河公司Workbench6.x采用同一框架。LambdaTOOL提供功能强大、方便易用的源码编辑环境，快速、稳定的调试环境，支持Tornado2.2编译的目标代码的下载、调试，覆盖编码、调试、测试、部署等装备用嵌入式软件生产周期，形成生产线。LambdaTOOL针对存在大量VxWorks已有成果的JZ我军装备定制大量功能，保障应用的快速迁移。图42“道”系统集成开发工具组成“道”系统详细情况参阅：附件一：《道系统3.2.3产品介绍》附件二：《道系统3.2.4产品介绍》“道”系统与VxWorks5.5的对比3.1.1操作系统3.1.1.1功能对比“道”Vx系统功能模块功能说明Works支持支持消息队列模块创建或打开一个消息队列关闭指定的消息队列移除消息队列发送一个消息到消息队列从消息队列中接收消息注册/取消消息队列的通知请求为消息队列设置属性支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持获取指定的消息队列的属性线程管理模块初始化线程属性结构。支持销毁线程属性结构。支持设置线程属性结构中堆栈大小属性。获取线程属性结构中堆栈大小属性。设置线程属性结构中堆栈地址属性。获取线程属性结构中堆栈地址属性。设置线程属性结构中分离状态属性。获取线程属性结构中分离状态属性。设置线程属性结构中竞争范围属性。获取线程属性结构中竞争范围属性。设置线程属性结构中调度继承属性。获取线程属性结构中调度继承属性。设置线程属性结构中调度策略属性。获取线程属性结构中调度策略属性。设置线程调度参数属性。获取线程属性结构中调度参数属性。创建一个线程。结束当前的线程。等待一个线程终止。动态设置线程的分离状态属性获取当前线程的ID。比较两个线程是否相同。提供一次性初始化功能。获取指定线程调度策略及调度参数。动态设置指定线程的调度策略及调度参数。向指定的线程发送信号。设置执行线程信号屏蔽码撤销指定的线程设置当前线程的撤销状态。设置当前线程的撤销类型。支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持设立一个撤销点。向调用线程的清理函数栈的栈顶增加一个清理支持函数。删除调用线程的清理函数栈顶的一个清理函支持数。支持支持支持线程专有匙模块创建线程专有匙(线程私有数据)对象。删除线程专有匙(线程私有数据)对象。设置线程专有匙(线程私有数据)对象的值。获取线程专有匙(线程私有数据)对象的值。支持支持支持支持支持支持支持支持线程条件变量模块初始化条件变量属性结构。销毁条件变量属性结构。初始化条件变量。销毁已创建的条件变量。唤醒等待条件变量的线程。唤醒所有被阻塞在条件变量cond上的线程。无限等待条件变量。支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持限时等待条件变量。线程互斥锁模块初始化互斥锁属性结构。销毁互斥锁属性结构。设置互斥锁属性结构中协议属性。支持支持支持支持获取互斥锁属性结构中协议属性。设置互斥锁属性结构的优先级天花板属性。获取互斥锁属性结构中优先级天花板属性。创建并初始化互斥锁。销毁互斥锁。互斥锁的阻塞式加锁。限时加锁互斥锁。非阻塞加锁互斥锁。解锁互斥锁。动态设置互斥锁的优先级天花板。获取互斥锁优先级天花板。支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持调度管理模块获取最大调度优先权获取最小调度优先权获取按RR算法调度的实时进程的时间片长度主动放弃CPU调度资源支持支持支持支持支持支持支持支持信号量管理模块初始化未命名信号量关闭未命名信号量创建/打开命名信号量关闭已命名信号量移除一个命名的信号量以阻塞方式等待信号量以非阻塞方式等待信号量解锁一个信号量支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持获取信号量值异步信号模块加入信号到指定的信号集从指定的信号集中删除一个信号初始化指定的信号集包含所有信号判断指定信号是否是指定信号集中的成员初始化指定的信号集为空支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持审查/改变信号动作查询或设置执行线程信号屏蔽码查询当前执行线程未决的信号挂起线程直到一个信号被发送到调用线程向指定的线程发送指定信号向指定的线程发送指定的需要排队的信号非超时等待信号阻塞调用线程直到特定信号发生以超时方式等待信号时钟和定时模块获取指定时钟精度获取当前时钟值设置当前时钟以秒和纳秒为单位延时以秒为单位延时设置信号传送闹钟创建定时器支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持销毁已创建定时器设置定时器的定时值获取定时器的到时的当前剩余值和周期性重新支持装载的定时值支持支持返回定时器到期计数支持3.1.1.2接口对比接口类别“道”系统VxWorks5.5“道”系统接口支持VxWorks应用API接口支持支持支持POSIX接口支持3.1.1.2.1“道”系统POSIX接口支持列表功能模块消息队列模块mq_openmq_close接口mq_unlinkmq_sendmq_receivemq_notifymq_setattrmq_getattr线程管理模块pthread_attr_initpthread_attr_destroypthread_attr_setstacksizepthread_attr_getstacksizepthread_attr_setstackaddrpthread_attr_getstackaddrpthread_attr_setdetachstatepthread_attr_getdetachstatepthread_attr_setscopepthread_attr_getscopepthread_attr_setinheritschedpthread_attr_getinheritschedpthread_attr_setschedpolicypthread_attr_getschedpolicypthread_attr_setschedparampthread_attr_getschedparampthread_createpthread_exitpthread_joinpthread_detachpthread_selfpthread_equalpthread_oncepthread_getschedparampthread_setschedparampthread_killpthread_sigmaskpthread_cancelpthread_setcancelstatepthread_setcanceltypepthread_testcancelpthread_cleanup_pushpthread_cleanup_pop线程专有匙模块pthread_key_createpthread_key_deletepthread_setspecificpthread_getspecific线程条件变量模块pthread_condattr_initpthread_condattr_destroypthread_cond_initpthread_cond_destroypthread_cond_signalpthread_cond_broadcastpthread_cond_waitpthread_cond_timedwait线程互斥锁模块pthread_mutexattr_initpthread_mutexattr_destroypthread_mutexattr_setprotocolpthread_mutexattr_getprotocolpthread_mutexattr_setprioceilingpthread_mutexattr_getprioceilingpthread_mutex_initpthread_mutex_destroypthread_mutex_lockpthread_mutex_timedlockpthread_mutex_trylockpthread_mutex_unlockpthread_mutex_setprioceilingpthread_mutex_getprioceiling调度管理模块sched_get_priority_maxsched_get_priority_minsched_rr_get_intervalsched_yield信号量管理模块sem_initsem_destroysem_opensem_closesem_unlinksem_waitsem_trywaitsem_postsem_getvalue异步信号模块sigaddsetsigdelsetsigfillsetsigismembersigemptysetsigactionsigprocmasksigpendingsigsuspendkillsigqueuesigwaitsigwaitinfosigtimedwait时钟和定时模块clock_getresclock_gettimeclock_settimenanosleepsleepalarmtimer_createtimer_deletetimer_settimetimer_gettimetimer_getoverrun3.1.1.2.2“道”系统VxWorks接口支持列表“道”系统已支持标准台硬件设备驱动、中间件软件模块所使用的全部VxWorks接口，如下表所示：功能模块任务管理接口kernelTimeSlicetaskPrioritySettaskLocktaskUnlocktaskSpawntaskActivatetaskNametaskNameToIdtaskIdSelftaskIdVerifytaskNametaskNameToIdtaskIdSelftaskIdVerifytaskOptionsGettaskIdListGettaskIsSuspendedtaskIsReadytaskDeletetaskDeleteForcetaskSafetaskUnsafetaskSuspendtaskResumetaskRestarttaskDelaytaskPriorityGettaskStatusStringtaskInfoGettaskShow任务变量任务扩展taskVarAddtaskVarDeletetaskVarSettaskVarGettaskVarInittaskVarInfotaskHookInittaskCreateHookAddtaskCreateHookDeletetaskSwitchHookAddtaskSwitchHookDeletetaskDeleteHookAddtaskDeleteHookDelete信号量semBCreatesemCCreatesemMCreatesemDeletesemFlushsemGivesemTakesemInfosemBLibInitsemCLibInitsemMLibInitsemMGiveForce管道pipeDrvpipeDevCreatepipeDevDelete周期任务消息periodrepeatmsgQCreatemsgQInitmsgQDeletemsgQSendmsgQReceivemsgQLibInitmsgQNumMsgsmsgQInfoGetLog信息logInitlogMsglogFdSet中断intConnectintContextintCountintLockintUnlock事件eventSendeventReceiveeventClear错误码__errnoerrnoGeterrnoOfTaskGeterrnoSet看门狗定时器wdCreatewdStartwdDeletewdCancelwdLibInit内存管理memPartOptionsSetmemalignvallocmemPartReallocmemPartFindMaxmemOptionsSetcallocrealloccfree3.1.1.3性能对比硬件环境：宿主机：CPU：AMDXP3000+内存：512M网卡：RTL8139目标机：CPU：Intel845Celeron1.7GHZ内存：256M网卡：DeltaCORE：RTL8139软件环境：DeltaOS3/“道”系统3VxWorks5.5/Tornado2.2测试均使用了CACHE，没有使用编译优化。性能数据：任务DeltaCORE3.0(时间在微秒级)VxWorks5.5(时间在微秒级)创建任务（delta_task_create/taskInit）启动任务（delta_task_start/taskActivate）3.120.334.850.15删除任务删除就绪态任务1.262.27(delta_task_delete/taskDelete)删除延迟任务1.251.441.432.342.394.810.20删除处于阻塞态的任务删除运行态任务挂起任务挂起就绪态任务0.220.12(delta_task_suspend/taskSuspend)挂起处于挂起态的任务0.120.620.151.10挂起运行态任务解挂任务解挂就绪态任务不导致切0.14(delta_task_resume/taskResume)换解挂高优先级任务导致当前任务被抢占0.650.850.06获得任务优先级0.08（delta_task_get_priority/taskPriorityGet）设置任务优先级(delta_task_set_priority/taskPrioritySet)设置任务优先级导致当前任务被抢占任务切换设置当前任务优先级0.300.390.250.811.070.17同优先级任务切换不同优先级任务切换0.150.81定时器创建定时器(delta_timer_create/wdCreate)0.510.55启动定时器(delta_timer_fire_after/wdStart)时间链上有定时器（100025.81个）4.300.90时间链上没有定时器0.240.860.37删除定时器定时器未启动便删除(delta_timer_delete/wdDelete)定时器启动之后再被删除0.380.140.980.33取消定时器(delta_timer_cancel/wdCancel)信号量（计数信号量）创建信号量(delta_semphore_create/semCCreate)删除信号量(delta_semaphore_delete/semDelete)0.660.370.931.320.16获得信号量成功获得信号量0.110.09(delta_semaphore_obtain/semTake)不能立即获得信号量，不等待立即返回任务不能立即获得信号量，被阻塞0.220.490.291.28释放信号量释放没有等待任务的信号0.25(delta_semaphore_release/semGive)量释放信号量导致任务被抢占0.500.960.02中断开中断(deltainterruptenable/intLock)0.03开中断(_p_)关中断(delta_interrupt_disable/intUnlock)0.010.033.1.2开发工具开发工具功能模块Eclipse平台工程管理系统功能描述支持Bootable项目类型“道”系统3不支持支持Tornado2.2支持Downloadable项目类型静态库项目类型源码编辑环境支持支持基本C/C++代码编辑功能支持支持支持支持语法色彩显示代码导航代码折叠代码重构支持支持支持支持支持支持组件可视化配置支持不支持不支持不支持不支持不支持不支持支持不支持不支持支持代码自动补全代码本地版本管理可视化配置环境目标板可视化配置内存可视化配置构建环境支持支持C/C++编译链接工具支持支持增量构建调试环境支持源码级单步、继续、暂停调试功能支持支持断点管理查看寄存器查看内存查看变量/表达式核心级调试系统级/任务级调试系统监控环境显示已注册到mux层的设备配置信息显示已加载模块的状态显示任务信息支持支持支持支持支持支持显示已加载网卡信息支持支持支持支持支持支持支持支持版本控制支持支持支持支持不支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持支持不支持不支持支持支持显示设备信息显示文件描述符信息显示指定符号信息显示系统内存使用情况显示指定二进制文件所有符号信息团队开发环境远程目标机管理团队构建应用迁移指南不支持支持支持VxWorks应用迁移指南“道”系统与ReWorks的对比“道”系统与ReWorks作为国产嵌入式实时操作系统的代表，均为支持平面保护模式的多任务嵌入式实时操作系统，支持任务的按优先级/时间片轮转调度，支持任务变量和任务回调函数，具备多种任务间通信机制（信号量，消息队列，异步信号以及事件），提供有时钟和中断管理，，具备内存管理机制，有网络，文件系统组件。“道”系统与ReWorks的不同在于：道系统ReWorksVxWorks兼容性源码及二进制兼容。不兼容。控制台驱动控制台提供VGA显示。与VxWorks操作系统兼容，且与VxWorks操作系统不兼容，只控制台不提供VGA显示。提供源码。提供部分源码。调试环境网络调试功能更为方便，串口串口调试稳定可靠，网络调试功（*以上信息来源于用户反馈。）4“道”系统装备用嵌入式操作系统摸底测试总结装备用嵌入式操作系统摸底测试由海军装备研究院软件室组织实施，由中船重工集团舰船研究院负责测试场地和环境保障，由装备用典型应用研制单位提供被移植的典型应用。装备用嵌入式操作系统摸底测试分为通用环境测试和典型应用测试两个阶段。通用环境测试阶段在中船重工集团舰船研究院提供的加固机上进行操作系统通用功能、性能、可安装性、强度测试内容；典型应用测试阶段在装备用典型应用研制单位提供的BZT环境上将典型装备应用移植到国产嵌入式操作系统上。在通用环境测试阶段，装备用嵌入式操作系统摸底测试，通过POSIX操作系统接口、VxWorksv5.5.1应用编程接口对“道”系统的功能做了全面、细致的测试，测试范围覆盖操作系统内核、文件系统、网络协议栈、图形用户接口、开发工具等产品组成，从测试的整体情况来看，“道”系统具备装备用嵌入式实时操作系统所应当具有的全部功能，但在在POSIX接口和VxWorks接口的支持还不够完善（不支持的接口可以使用“道”系统自身接口实现）。在通用环境测试阶段，装备用嵌入式操作系统摸底测试对“道”系统的性能测试包括操作系统内核、内存管理、网络通信、图形用户接口程序等关键性能指标的测试，测试结果显示，“道”系统内核操作响应时间均在微秒级，具备快速中断响应时间，满足可确定性、及时性等实时性指标。在通用环境测试阶段，装备用嵌入式操作系统摸底测试对“道”系统的可安装性进行了检验，表明LambdaPRO产品包具备良好的可安装性。在通用环境测试阶段，装备用嵌入式操作系统摸底测试测试数据真实地反应了“道”系统可允许的多任务强度：DeltaOS能够允许的最大任务数仅受运行环境的内存限制；在网络强度测试项中，DeltaOS网络协议栈能够支持64K大小的UDP数据报文。在典型应用测试阶段，根据摸底测试大纲要求，LambdaPRO在X09所和X16所两个典型应用上进行了移植工作，并且进行了基本功能验证和25小时连续运行的强度测试工作；对我军装备典型装备应用在“道”系统上的可移植性和稳定性进行了摸底。其中，x09所典型应用移植用了4天时间，配合x09综合调试及测试用了3天时间；x16所典型应用移植用了8天时间，配合x16综合调试及测试用了2天时间。经过基本功能验证测试和25小时连续运行测试，x09所典型应用和x16所典型应用移植均达到要求。5“道”系统在多功能标准显控台上适配性研制工作总结2009年3月起，科银京成根据海装电子部及总体技术责任单位要求开展“道”系统在多功能标准显控台上适配性研制工作，工作目标是：1）以不改变多功能标准显控台硬件设备驱动、故障诊断代码和软件中间件配置项鉴定状态为前提；2）覆盖已通过鉴定的全部多功能标准显控台合格硬件和软件产品；3）采用与VxWorks技术实现一致的测试原理、测试方法、测试工具，验证“道”系统对已通过鉴定的多功能标准显控台合格厂商名录中的标准硬件模块和软件配置项的适配性；4）多功能标准显控台的硬件设备驱动和软件中间件在“道”系统上运行结果与VxWorks5.5一致。“道”系统在多功能标准显控台上适配性研制工作的工作范围包括已通过鉴定的多功能标准显控台合格厂商名录中的标准硬件模块驱动和软件配置项以及测试软件。2010年8月，“道”系统在多功能标准显控台上适配性测试组按照评审通过的《“道系统”在多功能标准显控台上适配性测试大纲》和《“道系统”在多功能标准显控台上适配性测试细则》的要求，对“道”系统在多功能标准显控台上，在保持多功能标准显控台五型样台已通过鉴定的硬件设备驱动及软件中间件目标代码技术状态的前提下，采用与VxWorks5.5一致的测试原理、测试方法及测试工具，对“道系统”对已通过鉴定的多功能标准显控台合格厂商名录中的标准硬件模块和11类14个软件配置项进行了适配性测试，测试内容包括硬件适配性测试、硬件整台协同工作测试、软件配置项适配性测试及软件配置项协同工作测试、双冗余网卡切换时间等。按照测试细则规定的测试内容，“道系统”在多功能标准显控台上适配性测试结果与VxWorks下相同测试项目的测试结果一致。6“道”系统对龙芯处理器支持现状“道”系统对龙芯2E处理器的支持2007年12月至2008年5月，“道”系统在LambdaPRO3.2产品的基础上，根据龙芯2E福珑电脑硬件平台的相关特点，通过对操作系统、驱动和开发工具（编译链接工具链、交叉调试环境等）的移植，实现能够支持基于龙芯2E福珑电脑的实时嵌入式实时基础软件：1）操作系统：在龙芯2E福珑电脑硬件平台上对“道”系统操作系统产品DeltaOS内核进行移植，支持龙芯2E处理器的体系架构和工作模式，实现对嵌入式实时应用的资源管理。DeltaOS在龙芯2E处理器上支持功能如下：Ø支持多任务管理，提供256个任务优先级；支持优先级抢占和时间片轮转调度算法；Ø实现时间管理功能，允许应用任务设置和读取系统时间，允许应用任务睡眠一段时间，完成计时和对任务时间片的计算；Ø实现定时管理功能，在定时时间后调用相应的定时处理程序；Ø实现中断管理功能，完成响应中断的一些必要处理；Ø实现通信、同步、互斥管理功能，提供应用任务之间、任务与中断之间的通信、同步和互斥机制。机制包括消息队列、信号量、异步信号量、事件；Ø实现内存管理功能；2）设备驱动：根据硬件资料和Linux参考代码，基于DeltaOS驱动结构实现板载基本设备（包括中断、定时器、串口）的驱动，为操作系统和目标机管理工具提供驱动支持。支持如下驱动：ØCPU：龙芯2E；Ø中断：8259a和bonito；Ø系统定时器：8254定时器；Ø串口：i8250兼容串口；Ø显卡：ATIRADEON7000-M；Ø键盘鼠标：PS2接口。3）图形用户接口（GUI）：以“道”系统图形用户接口产品DeltaGUI4为基础，参考硬件资料和参考代码，移植到龙芯2E福珑电脑自带显卡（ATIRADEON7000-M）上，实现类WindowsMFC的GUI库和二维显卡驱动。图形用户接口提供如下功能：Ø外观提供了类似Windows95的图形接口基本元素，包括：窗口、对话框、菜单、按钮、文本框、滚动条、进度条等；Ø具有类似Windows的消息处理机制；Ø支持多种常见图形文件格式，包括BMP、GIF、JPG；Ø提供中文支持接口和输入法接口，允许外挂字库或者输入法。4）开发工具：以“道”系统集成开发环境工具LambdaTOOL为基础，支持龙芯2E福珑电脑的编译、链接、调试工具链，定制项目类型，定制基于串口连接方式的目标机代理等内容，提供易用的集成开发环境。开发环境支持功能如下：Ø实现项目系统管理功能，支持项目资源的自动分类和标识，支持项目的导入导出，支持驱动项目开发向导等功能；Ø实现编辑代码功能，支持拷贝、剪切、粘贴、查找、替换等基本源码编辑功能，支持中文显示，支持代码重构等功能；Ø实现编译、构建功能，基于GNUGCC3.4.4的编译环境，支持include文件搜索路径的自动生成等功能；Ø实现可视化的系统配置，包括内核对象配置、内存配置、目标板配置；Ø实现基于串口连接的交叉调试功能，提供较快的响应速度。“道”系统对龙芯2F处理器的支持2010年3月至2010年5月，“道”系统在LambdaPRO3.2（for龙芯2E）产品的基础上，根据龙芯2F电脑硬件平台的相关特点，实现能够支持基于龙芯2F电脑的实时嵌入式实时基础软件：1）操作系统：在龙芯2F电脑硬件平台上对“道”系统操作系统产品DeltaOS内核进行移植，支持龙芯2F处理器的体系架构和工作模式，实现对嵌入式实时应用的资源管理。DeltaOS在龙芯2F处理器上支持功能如下：Ø支持多任务管理，提供256个任务优先级；支持优先级抢占和时间片轮转调度算法；Ø实现时间管理功能，允许应用任务设置和读取系统时间，允许应用任务睡眠一段时间，完成计时和对任务时间片的计算；Ø实现定时管理功能，在定时时间后调用相应的定时处理程序；Ø实现中断管理功能，完成响应中断的一些必要处理；Ø实现通信、同步、互斥管理功能，提供应用任务之间、任务与中断之间的通信、同步和互斥机制。机制包括消息队列、信号量、异步信号量、事件；Ø实现内存管理功能；Ø支持IPv4TCP/IP网络协议栈；Ø支持FAT16/FAT32文件系统。2）设备驱动：根据硬件资料，基于DeltaOS驱动结构实现板载设备的驱动，为操作系统和目标机管理工具提供驱动支持。支持如下驱动：Ø8259a和bonito中断驱动；Ø8254定时器驱动；Øi8250兼容串口驱动；ØVGA显卡驱动；ØPCI总线驱动；ØIDE硬盘驱动；Ø82546网卡驱动。3）开发工具：以“道”系统集成开发环境工具LambdaTOOL为基础，支持龙芯2F电脑的编译、链接、调试工具链，定制项目类型，定制基于串口连接方式的目标机代理等内容，提供易用的集成开发环境。开发环境支持功能如下：Ø实现项目系统管理功能，支持项目资源的自动分类和标识，支持项目的导入导出，支持驱动项目开发向导等功能；Ø实现编辑代码功能，支持拷贝、剪切、粘贴、查找、替换等基本源码编辑功能，支持中文显示，支持代码重构等功能；Ø实现编译、构建功能；Ø实现可视化的系统配置，包括内核对象配置、内存配置、目标板配置；Ø实现基于串口、网络连接的交叉调试功能，提供较快的响应速度。“道”系统在龙芯2处理器上性能1）硬件环境：宿主机：CPU：AMDXP3000+内存：512M目标机：CPU：龙芯：龙芯2E667MHzX86：AMDGX3-C0/B1500MHz内存：256M2）软件环境：龙芯平台：LambdaPRO3.2(龙芯)X86平台：LambdaPRO3.2(X86)3）测试结果：任务龙芯2E(时间在微秒级)X86(时间在微秒级)12.030059创建任务（delta_task_create/taskInit）启动任务（delta_task_start/taskActivate）17.3465960.7914390.9215506.536314删除任务(delta_task_delete/taskDelete)删除延迟任务task_delete_wake_after删除处于阻塞态的任务task_delete_block删除运行态任务task_delete_running挂起任务(delta_task_suspend/taskSuspend)挂起处于挂起态的任务suspended_task_suspend挂起运行态任务删除就绪态任务task_