ecos是一个优秀的嵌入式实时操作系统。ecos的体系结构是一种分层结构，硬件抽象层将操作系统与硬件隔离开，这为把ecos移植到不同的硬件平台提供了便捷的方法，抽象层就像软件与硬件之间的桥梁。主要的移植思想是，按照ecos的模块化设计，完成硬件抽象层。 引言 目前，嵌入式操作系统的种类较多，其中比较流行的有vxworks、windows ce、psos、palm system）的特点是可配置性、可裁减性、可移植性和实时性。它的一个主要技术特色就是功能强大的配置系统，可以在源码级实现对系统的配置和裁减。与linux的配置和裁减相比，ecos的配置方法更清晰、更方便；且系统层次也比linux清晰明了，移植和增加驱动模块更加容易。正是由于这些特性，ecos引起了越来越多的关注，同时也吸引越来越多的厂家使用ecos开发其新一代嵌入式产品。 ecos现在由red hat维护，可支持的处理器包括：arm、strongarm、xscale、superh、intel x86、powerpc、mips、am3x、motorola 68/coldfire、sparc、hitachi h8/300h和nec v850等。源代码及开发工具可在red hat的网站上免费下载，网页地址是http:/sources.redhat.com/ecos。 1、ecos的层次结构 ecos采用模块化设计，由不同的功能组件构成，ecos系统的层次结构如图1所示。

图1 这种层次结构的最底层是硬件抽象层（hardware abstraction layer），简称为hal，它负责对目标系统硬件平台进行操作和控制，包括对中断和例外的处理，为上层软件提供硬件操作接口。只需提供新硬件的抽象层，就可以将整个ecos系统包括基于ecos的应用移植到新的硬件平台上。 2、构建ecos系统 构建ecos系统首先要搭建自己的硬件抽象层，然后创建驱动程序，之后就可以编制应用程序了。 3、硬件抽象层的移植 硬件抽象层分为三个不同的子模块：体系结构抽象层（architecture hal）、变体抽象层（variant hal）和平台抽象层（platform hal）。 体系结构抽象层。ecos所支持的不同处理器系列具有不同的体系结构，如arm系列、powerpc系列、mips系列等。体系结构抽象层对cpu的基本结构进行抽象和定义，此外它还包括中断的交付处理、上下文切换、cpu启动以及该类处理器结构的指令系统等。 变体抽象层指的是处理器在该处理器系列中所具有的特殊性，这些特殊性包括cache、mmu、fpu等。ecos的变体抽象层就是对这些特殊性进行抽象和封装。 平台抽象层是对当前系统的硬件平台进行抽象，包括平台的启动、芯片选择和配置、定时设备、i/o寄存器访问以及中断寄存器等。 硬件抽象层的这三个子模块之间没有明显的界线。对于不同的目标平台，这种区分具有一定的模糊性。例如，mmu和cache可能在某个平台上属于体系结构抽象层，而在另一个平台上则可能属于变体抽象层的范围；再比如，内存和中断控制器可能是一种片内设备而属于变体抽象层，也可能是片外设备而属于平台抽象层。

ecos的移植通过这三个子模块来完成，即平台抽象层的移植、变体抽象层的移植和体系结构抽象层的移植。对一个新的体系结构来说，其系统结构抽象层的建立相对来说比较困难。ecos支持大部分当前广泛使用的嵌入式cpu，已具有了支持各种体系结构的硬件抽象层。因此，ecos的移植很少需要进行体系结构抽象层的编写。 4、平台抽象层的移植 一般来说，进行ecos开发时，移植的主要工作在于平台抽象层，这是由于ecos已实现了绝大多数流行嵌入式cpu的体系结构抽象层和变体抽象层。平台抽象层主要完成的工作包括：内存的布局、平台早期初始化、中断控制器以及简单串口驱动程序等。 构建一个新的平台系统，最简单的方法是利用ecos源码提供的具有相同体系结构和cpu型号的参考平台硬件抽象层，将其作为模板，复制并修改所有与新平台相关的文件。若ecos没有这样的平台，则可用另一种体系结构或cpu型号的类似硬件抽象层作为模板。比如，ecos提供了以三星公司arm cpu s3c4510b为核心的平台snds4110，当需要移植ecos到arm cpu s3c44b0上时，这将是一个很好的起点。 移植工作最好是从redboot开始，实现的第一个目标是使redboot运行在新平台上。redboot是ecos自带的启动代码，它比ecos要简单，没有使用中断和线程机制，但包含了大部分最基本的功能。 建立目标平台的redboot通常按以下步骤进行（以构建s3c44b0的新平台为例）。 ① 复制ecos源码中选定的参考平台，根据需要对目录及文件更名。更名的主要内容有：新平台的目录名、组件定义文件（cdl）、内存布局文件（mlt）、平台初始化的源文件和头文件。 ② 调整组件定义文件（cdl）选项。包括选项的名字、实时时钟/计数器、cyghwr_memory_layout 变量、串口参数以及其他的一些选项。 ③ 在顶层ecos.db文件中加入所需要的包，并增加对目标平台的描述。在最初，该目标平台的入口可以只包含硬件抽象层包，其他硬件支持包以后再加入。经过修改后，就可在ecos配置程序中选择新的平台进行配置。 ④ 修改include/pkgconf中的内存布局（mlt）文件。按照新的硬件平台内存布局修改mlt文件。mlt文件对应每种启动类型有三个不同后缀的文件：.h文件以及.ldi文件和mlt文件。手工修改时只需修改.h文件和.ldi文件，并保证两个文件同步修改。修改的主要内容有rom的起始地址、rom的大小、ram的起始地址和ram的大小。 ⑤ 修改平台的io宏定义。在include/plt_io.h文件中完成对平台的各种io宏定义，包括各种cpu的系统配置寄存器、内存配置寄存器、串口配置寄存器、lcd配置寄存器、以太网配置寄存器等的i/o地址。 ⑥ 修改平台的cache代码。在include/hal_cache.h文件中修改有关cache的宏定义。在开发初期，最好先将cache关闭，等移植稳定后再打开。 ⑦ 实现简单的串口驱动程序。串口的初始化、接收和发送在src/hal_diag.c文件完成。主要的函数如下：

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⑧ 修改或增加平台初始化程序。平台初始化在3个文件文件中完成：src/s3c44b0_misc.c、include/hal_platform_setup.h和include/hal_platform_ints.h。 hal_platform_ints.h完成系统的中断宏定义。在不同的平台中设备数量和类型不同，中断的译码方式也不一致，需要根据具体情况作出调整。 hal_platform_setup.h主要完成系统硬件的初步配置，这里一般要在看门狗和中断关闭后，配置系统时钟频率、rom和ram的初始化参数。 s3c44b0_misc.c文件完成目标板的进一步初始化、中断处理、延时例程和操作系统时钟设置。 经过以上修改，底层的平台抽象层就基本完成了，这时可用ecos的配置工具生成redboot进行测试。 redboot测试成功后，说明平台已经能正确完成初始化操作，且串口驱动也能正常工作，接着要完成中断和cache等测试工作。可利用一些多线程的小程序测试，检测时钟配置是否正确，同时也检测了中断能否正常工作。

5、驱动程序设计 平台抽象层完成后，接着要完成系统的设备驱动程序。ecos设备驱动程序的中断模块分为三个层次：中断服务程序isr、中断滞后服务程序dsr和中断线程。isr在响应中断时立即调用，dsr由isr发出调用请求后调用，而中断线程为驱动程序的客户程序。 硬件中断在最短的时间内交付给isr处理。硬件抽象层对硬件中断源进行译码并调用对应的中断isr。isr可以对硬件进行简单的操作，应使isr的处理时间尽量短。当isr返回时，它可将自己的中断滞后服务程序dsr放入操作系统的任务调度中，dsr可以在不妨碍调度器正常工作时安全运行。大多数情况下，dsr将在isr执行完成后立即运行。ecos设备驱动程序一般可分为三个部分，如图2所示。 

ecos的所用设备驱动程序都使用设备表入口来描述。使用宏devtab_entry()可生成设备表入口。其格式为： 

设备入口中的句柄handlers包含了一组设备驱动程序接口函数，是设备函数表devio_tab的指针，devio_tab包含了一组函数的指针。设备i/o函数表通过devio_tab宏来定义，格式如下：

在ecos的初始化引导过程中，对系统中的所有设备调用其相应的init()函数（即devtab_entry宏注册的初始化函数），所有对设备的i/o操作通过handlers完成。

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结论 经过硬件平台的移植和驱动程序的编写，就可在此基础上开发各种应用程序了，ecos具有非常优秀的可移植性；使用多任务抢占机制，具有最小的中断延迟；支持嵌入式系统所需的所有同步原语，提供包括设备驱动程序、内存管理、例外处理、标准c和数学库；提供各种开发嵌入式应用所需的工具，是开发嵌入式系统的强有力工具。