全志T3最小系统搭建

1. SylixOS最小系统组成

1.1 内核启动流程

2. TICK

3. 串口

1. SylixOS最小系统组成

SylixOS 最小系统包含中断、Tick、串口三部分。其中中断为最小系统的任务处理提供基础，允许系统进行任务调度；Tick 是整个最小系统的最小计时单位，为系统的任务处理时间提供参考依据；串口是最小系统中板卡与 PC 端进行通信的基础，用于板卡信息的收发。三个部分的协同作用保证了 SylixOS 最小系统的正常运行。

移植T3bsp最小系统可参考博客：http://www.databusworld.cn/10115.html。博客中的内容可支持达到操作系统通过uboot的串口驱动来打印出调试信息。除此之外，文档偏向与UART驱动框架的讲述。

1.1 内核启动流程

内核启动流程在系统移植时是必须掌握的，如图 1-1所示。

图 1-1 内核启动流程

1、内核启动初始化入口

这个就是startup.S中做的工作，主要就是一些架构相关的初始化工作。

2、系统基础组件初始化

主核启动时在BSP中会调用API_KernelPrimaryStart 执行内核所有组件的初始化工作。首先会调用_KernelPrimaryLowLevelInit 接口来初始化系统一些基础组件，比如调度器、消息队列、内核堆管理器等等：

3、BSP中断控制器初始化

通过调用bspIntInit 接口来初始化中断控制器，这个接口需要在bspLib.c中实现。

4、系统高级组件初始化

调用_KernelHighLevelInit 来初始化系统高级组件，比如信号系统、中断延迟队列、总线系统。

5、VMM、Cache组件初始化

这是在bspInit.c中的usrStartup 函数中做的。

6、创建初始化启动任务

BSP中的大部分驱动初始化、设备创建等等工作都是在halBootThread 这个线程中做的。这个线程同样是在usrStartup 函数中创建，但是要注意的是这时仅仅是创建了这个线程，它并没有被调度运行，在内核所有工作都初始化完成后会调度这个线程进行工作。

7、BSP系统TICK初始化

通过调用bspLib.c中的bspTickInit 接口来初始化系统TICK，其实就是初始化一个硬件定时器并让其以系统TICK频率开始工作。

8、启动内核，调度任务运行

到这里为止，内核的初始化工作哦基本已经完成了，这时就需要选择一个优先级最高的线程来运行了，这是通过调用_KernelPrimaryCoreStartup 来实现的。

9、运行初始化启动任务

在这个初始化线程halBootThread 中会去初始化驱动、Posix组件、动态加载器、SylixOS Shell等等一些列的功能，这些初始化的顺序使用默认的即可，一般不需要太大的修改。这里只介绍几个调用到的比较重要的接口。

10、创建t_main任务运行

这个线程主要就是创建一个SylixOS Shell以让用户可以和SylixOS进行交互。

2. TICK

使用时用户设置一个初始值，启动后定时器进行递减，如果减到0则可以产生一个中断。如果用户使用自动重载功能，硬件自动重新从初始值再次开始递，直到再次减到0产生中断，依次往复，如图 2-1所示。

图 2-1 定时器流程图

进行 T3 定时器的驱动实现。驱动相关函数接口如下：

VOID timerStart (INT32 iNum, UINT32 uiHZ)

{

UINT32 uiCount;

UINT32 uiIntvOffset;

UINT32 uiCtrlOffset;

if (0 == iNum) {

uiIntvOffset = TIMER0_INTV;

uiCtrlOffset = TIMER0_CTRL;

} else if (1 == iNum) {

uiIntvOffset = TIMER1_INTV;

uiCtrlOffset = TIMER1_CTRL;

} else {

return ;

}

uiCount = TIMER_FREQ;

uiCount /= uiHZ;

writel(uiCount, TIMER_BASE + uiIntvOffset);

writel(BIT(1) | BIT(2) | BIT(4), TIMER_BASE + uiCtrlOffset);

while ((readl(TIMER_BASE + uiCtrlOffset) >> 1) & 0x01);

writel(readl(TIMER_BASE + uiCtrlOffset) | BIT(0), TIMER_BASE + uiCtrlOffset);

writel(readl(TIMER_BASE + TIMER_IRQ_EN) | BIT(iNum), TIMER_BASE + TIMER_IRQ_EN);

}

VOID timerIntClear (INT32 iNum)

{

if ((0 != iNum) && (1 != iNum))

return ;

writel(readl(TIMER_BASE + TIMER_IRQ_STA) | BIT(iNum), TIMER_BASE + TIMER_IRQ_STA);

}

BOOL timerIsIntPending (INT32 iNum)

{

if ((0 != iNum) && (1 != iNum))

return FALSE;

return (readl(TIMER_BASE + TIMER_IRQ_STA) & BIT(iNum)) ? TRUE : FALSE;

}

timerStart：使能定时器，需要将定时器输出的频率作为参数传入。

timerIntClear：清除定时器模块中断状态。

timerIsIntPending：检测定时器模块是否产生了中断。

3. 串口

3.1 UART 通信格式

串口全称叫做串行接口，通常也叫做 COM 接口，串行接口指的是数据一个一个的顺序传输，通信线路简单。使用两条线即可实现双向通信，一条用于发送，一条用于接收。串口通信距离远，但是速度相对会低，串口是一种很常用的工业接口。

UART 作为串口的一种，其工作原理也是将数据一位一位的进行传输，发送和接收各用一条线，因此通过 UART 接口与外界相连最少只需要三条线：TXD(发送)、RXD(接收)和 GND(地线)。图 3-1 就是 UART 的通信格式：

图 3-1 UART 通信格式

图中各位的含义如下：

空闲位：数据线在空闲状态的时候为逻辑“1”状态，也就是高电平，表示没有数据线空闲，没有数据传输。

起始位：当要传输数据的时候先传输一个逻辑“0”，也就是将数据线拉低，表示开始数据传输。

数据位：数据位就是实际要传输的数据，数据位数可选择 5~8 位，我们一般都是按照字节传输数据的，一个字节 8 位，因此数据位通常是 8 位的。低位在前，先传输，高位最后传输。

奇偶校验位：这是对数据中“1”的位数进行奇偶校验用的，可以不使用奇偶校验功能。

停止位：数据传输完成标志位，停止位的位数可以选择 1 位、1.5 位或 2 位高电平，一般都选择 1 位停止位。

波特率：波特率就是 UART 数据传输的速率，也就是每秒传输的数据位数，一般选择 9600、19200、115200 等。

3.2 UART寄存器

定时器的接口函数实现主要参考 T3数据手册对相应寄存器的设置，通过对这些寄存器的信息读写操作实现定时器驱动，图 3-2所示。

Register Name	Offset	Description
UART_RBR	0x0000	接收缓存区寄存器
UART_THR	0x0000	传送保持寄存器
UART_DLL	0x0000	除数锁存寄存器
UART_DLH	0x0004	除数锁存寄存器
UART_IER	0x0004	中断使能寄存器
UART_IIR	0x0008	中断标识寄存器
UART_FCR	0x0008	FIFO控制寄存器
UART_LCR	0x000C	线路控制寄存器
UART_MCR	0x0010	Modem控制寄存器
UART_LSR	0x0014	线路状态寄存器
UART_MSR	0x0018	Modem状态寄存器
UART_SCH	0x001C	Scratch注册
UART_USR	0x007C	状态寄存器
UART_TFL	0x0080	传输FIFO级别
UART_RFL	0x0084	收到FIFO级别
UART_HALT	0x00A1	停止TX寄存器

图 3-2定时器相关寄存器

程序所需要配置的寄存器也只有RBR、THR、DLL、DLH、IER、FCR、LCR、LSR、USR寄存器。

RBR、THR寄存器：（USR寄存器bit0位为1：busy，0：空闲）只有UART在空闲状态下设置了LCR的bit7位DLAB为0才可以访问此寄存器，接受和发送数据。

DLL、DLH寄存器：（USR寄存器bit0位为1：busy，0：空闲）只有UART在空闲状态下设置了LCR的bit7位DLAB为1才可以访问此寄存器，设置波特率。

IER：bit0来启用接收数据可用中断，bit1来启用传输保持寄存器空中断。

FCR：bit0使能FIFO每当该位改变，FIFO的XMIT和RCVR控制寄存器都会重置，bit1 RCVR重置自我清理，bit2 XMIF重置自我清理。

LCR：配置数据位，停止位，奇偶校验，除数锁存寄存器。

LSR：bit0 DR数据准备好，bit5 THRE传输保持寄存器为空。

USR：bit0 uart busy，传输和发送FIFO是否为满，是否为空。

3.3 驱动实现

TTY设备是一个字符设备，对TTY设备的操作流程与普通文件操作流程相似，用SIO_CHAN创建一个TTY设备。

安装TTY设备驱动程序

iosDrvInstall(_ttyOpen,

(FUNCPTR)LW_NULL,

_ttyOpen,

_ttyClose,

_TyRead,

_TyWrite,

_ttyIoctl);

UART 的正常运行主要依靠五个基本功能函数实现：Ioctl 串口控制函数、TxStartup 启动发送函数、CallbackInstall 回调注册函数、PollInput 轮询接收函数、PollOutput 轮询发送函数。这五个函数会在 base 中进行调用以确保 UART 的正常运行。

_TyWrite中：SemBPend，rngBufPut，_TyTxStartup，SemBPost。

_TyRead中：SemBPend，rngBufGet,SemBPost。

_ttyloctl中：sioloctl，_Tyloctl。

_ttyStartup中：sioTxStartup。

SIO_DRV_FUNCS按照要求实现5个函数

struct sio_drv_funcs { /* driver functions */

INT (*ioctl)

(

SIO_CHAN *pSioChan,

INT cmd,

PVOID arg

);

INT (*txStartup)

(

SIO_CHAN *pSioChan

);

INT (*callbackInstall)

(

SIO_CHAN *pSioChan,

INT callbackType,

VX_SIO_CALLBACK callback,

PVOID callbackArg

);

INT (*pollInput)

(

SIO_CHAN *pSioChan,

PCHAR inChar

);

INT (*pollOutput)

(

SIO_CHAN *pSioChan,

CHAR outChar

);

};

CallbackInstall：回调实现接口。

Poll接口：轮询收发接口实现。

sio16c550isr：收发中断接口。

TxStartup：启动发送接口。

3.4 UART驱动框架理解

进行最小系统移植起初会进行bspBoardDebugMsg打印调试信息，此时操作系统通过uboot的串口驱动来打印出调试信息，使用的是直接向THR寄存器写入数据。

在进行uart驱动框架的搭建，操作系统是通过TTY设备来访问UART驱动的，集可进行open，read，write，close，ioctl。开发者在编写UART驱动只需要将sio_drv_funcs结构体的函数实现就可以被tty设备调用。

app向串口发送数据大致流程为：app将buffer传给tty设备的buffer，tty设备的buffer再向寄存器写入。

串口向app发送数据大致流程为：串口将数据传给tty设备的buffer，tty设备的buffer再传给app。

3.5 最小系统调用接口

T3 最小系统中的 UART 驱动调用主要体现在 bsp 多任务状态下的初始化启动任务中创建了一个 SylixOS 可识别的 tty 字符终端设备。主要过程为在 ”bsp/bspInit.c” 中 halDevInit函数初始化目标系统静态设备组件时创建一个UART 通道，然后调用内核接口函数添加相应 tty 设备，具体设置如下：

SIO_CHAN *psio; /* 内核可识别通道 */

#if UART0_EN > 0

psio = sioChanCreate(0); /* 创建串口0 通道*/

if (psio) {

ttyDevCreate("/dev/ttyS0", psio, 256, 256); /* 增加 tty 设备 */

}

#endif

注：

为避免 T3 最小系统的板卡驱动初始化的更改影响 bsp 的整体运行，将板级设备初始化单独封装成 bspBoardDevInit 函数便于驱动的删改；

为便于不同 UART 的管理，本例中将不同 UART 的使能进行了宏定义；

由于在目标板卡上未将 UART1 和 UART6对应引脚引出，所以本例中未将 UART1 和 UART6 进行初始化。

4. 最小系统搭建完成

全志 T3 板卡最小系统搭建完毕后应能正常启动 SylixOS 终端，在屏幕上打印 SylixOS 标志及 bsp 基本信息，且能正常使用 tshell 风格命令，同时每次调用tshell 命令后相对应的 UART 中断及 Tick 中断都应当增加，如图 4-1所示。至此全志 T3 板卡 SylixOS 最小系统搭建完毕，中断、Tick 和串口驱动运行正常。

图 4-1SylixOS 最小系统运行

注：

图示为避免 Uboot 串口初始化影响串口驱动正常运行与否判断，已将系统标准输入输出文件设置为 “/dev/ttyS7”，即 UART7。此时 UART7 能正常显示信息并产生中断，证明串口驱动编写无误，需将系统标准输入输出文件改为默认 “/dev/ttyS0”。

5. 参考资料

《SylixOS设备驱动程序开发》

全志 T3 Linux 源码

Base 16c550源码

博客：http://www.databusworld.cn/10202.html

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全志芯片显示系统简介
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说明该命令用于查看cpu利用率格式 cpuus [-n times] [-t wait_seconds] -n：检测cpu利用率的次数 -t：每次检测用的时间 wait_seconds：每次检测的时间是 wait_seconds 秒可通过shell命令：help cpuus 查看详细信息示例 1.查看cpu利用率 [root@sylixos:/apps]# cpuus CPU usage checking, please wait... CPU usage show ...
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mount -t ramfs 【空间大小（字节）】【挂载位置】 # mount -t ramfs 10000000 /mnt/ram 注意：此空间从内核堆中分配，若需要较大的空间需要适当扩大内核堆空间。或者是在 Base 配置文件中开启如下宏定义。 #define LW_CFG_RAMFS_VMM_EN 0 /* 是否使用 VMM 开辟内存 */

SylixOS T3 最小系统搭建

全志T3最小系统搭建

1. SylixOS最小系统组成

1.1 内核启动流程

2. TICK

3. 串口

3.1 UART 通信格式

3.2 UART寄存器

3.3 驱动实现

3.4 UART驱动框架理解

3.5 最小系统调用接口

4. 最小系统搭建完成

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