什么是BSP? 概念解析

BSP(Board Support Package)是板級(jí)支持包,是介于主板硬件和操作系統(tǒng)之間的一層,應(yīng)該說是屬于操作系統(tǒng)的一部分,主要目的是為了支持操作系統(tǒng),使之能夠更好的運(yùn)行于硬件主板.BSP是相對(duì)于操作系統(tǒng)而言的,不同的操作系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于不同定義形式的BSP,例如VxWorks的BSP和Linux的BSP相對(duì)于某一CPU來說盡管實(shí)現(xiàn)的功能一樣,可是寫法和接口定義是完全不同的,所以寫B(tài)SP一定要按照該系統(tǒng)BSP的定義形式來寫(BSP的編程過程大多數(shù)是在某一個(gè)成型的BSP模板上進(jìn)行修改).這樣才能與上層OS保持正確的接口,良好的支持上層OS.

例如:
在VxWorks中的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng),首先在config.h中包含該網(wǎng)卡,然后將網(wǎng)卡含網(wǎng)卡的信息的參數(shù)放入數(shù)組 END_TBL_ENTRY endDevTbl [] 中,系統(tǒng)通過函數(shù)muxDevLoad( )調(diào)用這個(gè)數(shù)組來安裝網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng).

而在Linux中的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng),是在space.c中聲明該網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,再把網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的一些函數(shù)加到dev結(jié)構(gòu)中,由函數(shù)ether_setup()來完成網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的安裝.

純粹的BSP所包含的內(nèi)容一般說來是和系統(tǒng)有關(guān)的驅(qū)動(dòng)和程序,如網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有關(guān),串口驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)下載調(diào)試有關(guān)等等.離開這些驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就不能正常工作.

Tornado中BSP的編譯和上層應(yīng)用程序不同,用命令行或直接在Tornado環(huán)境下Build,在Tornado下不能跟蹤調(diào)試.

用戶也可以添加自己的程序到BSP中,但嚴(yán)格來說不應(yīng)該算BSP.一般來說這種做法不建議.因?yàn)橐坏┎僮飨到y(tǒng)能良好運(yùn)行于最終的主板硬件后,BSP也就固定了,不需要做任何改動(dòng).而用戶自己在BSP中的程序還會(huì)不斷的升級(jí)更新,這樣勢(shì)必對(duì)BSP有不好的影響,對(duì)系統(tǒng)造成影響,同時(shí)由于BSP調(diào)試編譯環(huán)境較差,也不利于程序的編譯調(diào)試.

上層程序

Tools - Applications

I/O System
VxWorks Libraries
TCP/IP

Wind Kernel

BSP
SCSI Controllerr
Serial Controller
Clock Timer
Ethernet Controller
.. ..

硬件

BSP在嵌入式系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)中的不同

其實(shí)運(yùn)行與PC機(jī)上的windows或linux系統(tǒng)也是有BSP的.只是PC機(jī)均采用統(tǒng)一的X86體系架構(gòu),這樣一定操作系統(tǒng)(windows,linux..)的BSP相對(duì)x86架構(gòu)是單一確定的,不需要做任何修改就可以很容易支持OS在x86上正常運(yùn)行,所以在PC機(jī)上談?wù)揃SP這個(gè)概念也沒什么意義了.

而對(duì)嵌入式系統(tǒng)來說情況則完全不同,目前市場(chǎng)上多種結(jié)構(gòu)的嵌入式CPU(RISC)并存(PPC,ARM,MIPS....),為了性能的需要,外圍設(shè)備也會(huì)有不同的選擇和定義.一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)針對(duì)不同的CPU,會(huì)有不同的BSP,即使同一種CPU,由于外設(shè)的一點(diǎn)差別(如外部擴(kuò)展DRAM的大小,類型改變),BSP相應(yīng)的部分也不一樣.
所以根據(jù)硬件設(shè)計(jì)編寫和修改BSP,保證系統(tǒng)正常的運(yùn)行是非常重要的.

BSP和PC機(jī)主板上的BIOS區(qū)別
BSP和PC機(jī)主板上的BIOS區(qū)別很大,BIOS主要是負(fù)責(zé)在電腦開啟時(shí)檢測(cè)、初始化系統(tǒng)設(shè)備(設(shè)置棧指針,中斷分配,內(nèi)存初始化..)、裝入操作系統(tǒng)并調(diào)度操作系統(tǒng)向硬件發(fā)出的指令,它的Firmware代碼是在芯片生產(chǎn)過程中固化的,一般來說用戶是無法修改.其實(shí)是為下載運(yùn)行操作系統(tǒng)做準(zhǔn)備,把操作系統(tǒng)由硬盤加載到內(nèi)存,并傳遞一些硬件接口設(shè)置給系統(tǒng).在OS正常運(yùn)行后,BIOS的作用基本上也就完成了,這就是為什么更改BIOS一定要從新關(guān)機(jī)開機(jī).

PC機(jī)BIOS的作用更象嵌入式系統(tǒng)中的Bootloader(最底層的引導(dǎo)軟件,初始化主板的基本設(shè)置,為接收外部程序做硬件上的準(zhǔn)備).與Bootloader不同的是BIOS在裝載OS系統(tǒng)的同時(shí),還傳遞一些參數(shù)設(shè)置(中斷端口定義,...),而Bootloader只是簡單的裝載系統(tǒng).

BSP是和操作系統(tǒng)綁在一起運(yùn)行在主板上的,盡管BSP的開始部分和BIOS所做的工作類似,可是大部分和BIOS不同,作用也完全不同.此外BSP還包含和系統(tǒng)有關(guān)的基本驅(qū)動(dòng)(串口,網(wǎng)口...),此外程序員還可以編程修改BSP,在BSP中任意添加一些和系統(tǒng)無關(guān)的驅(qū)動(dòng)或程序,甚至可以把上層開發(fā)的統(tǒng)統(tǒng)放到BSP中.

而BIOS程序是用戶不能更改,編譯編程的,只能對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)置.更不會(huì)包含一些基本的硬件驅(qū)動(dòng).

BSP在嵌入式開發(fā)中的位置和作用

BSP開發(fā)處于整個(gè)嵌入式開發(fā)的前期,是后面系統(tǒng)上應(yīng)用程序能夠正常運(yùn)行的保證.

大概步驟如下:

1.硬件主板研制,測(cè)試.

2.操作系統(tǒng)的選定,BSP編程.

3.上層應(yīng)用程序的開發(fā).

BSP部分在硬件和操作系統(tǒng),上層應(yīng)用程序之間.所以這就要求BSP程序員對(duì)硬件,軟件和操作系統(tǒng)都要有一定的了解.這樣才能做好BSP編程.

熟悉工具方面:電表,示波器,邏輯分析儀.硬件仿真器,仿真調(diào)試環(huán)境