一個優(yōu)秀的RTOS(Real-Time Operating system)不但要擁有一個高可靠、多任務(wù)的實(shí)時內(nèi)核，還應(yīng)具有可剪裁和可移植的能力。RTEMS(the Real - Time Executivefor Multiprocessor Systems)[1]就是這樣的系統(tǒng)，它提供的環(huán)境可以滿足高性能的嵌入式多任務(wù)實(shí)時應(yīng)用。目前，RTEMS支持的CPU系列有：A29k、ARM、H8300、1386、1960、M68k、MIPS、PPC和SPARC等。
板級支持包BSP(Board Support Package)是嵌入式實(shí)時系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，也是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可移植性的關(guān)鍵。它負(fù)責(zé)上電時的硬件初始化、啟動嵌入式操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序模塊、提供底層硬件驅(qū)動，為上層軟件提供訪問底層硬件的手段。BSP針對目標(biāo)板設(shè)計，其結(jié)構(gòu)和功能隨目標(biāo)板的不同而呈現(xiàn)較大的差異。在將嵌入式系統(tǒng)移植到一種新的CPU時，必須提供相應(yīng)的板級支持包。
本文參考SPARC微處理器ERC32的BSP，主要討論RTEMS的BSP開發(fā)過程。

1 RTEMS體系結(jié)構(gòu)
RTEMS采用微內(nèi)核基礎(chǔ)上的層次化結(jié)構(gòu)，如圖l所示。這種結(jié)構(gòu)只把那些絕對必需的系統(tǒng)功能置于內(nèi)核之中(如中斷管理、上下文切換、內(nèi)存訪問管理、時間管理、線程及線程間的通信與同步管理等)，而把那些并非必需的系統(tǒng)功能(如文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程過程調(diào)用等)置于微內(nèi)核之上在用戶模式下運(yùn)行。

RTEMS的板級支持包是啟動代碼、連接器腳本和編譯規(guī)范文件(specs)和設(shè)備驅(qū)動程序的集合[2]，它們針對不同目標(biāo)機(jī)的硬件環(huán)境剪裁RTEMS。

2 RTEMS啟動過程
處理器加電或復(fù)位時，基于RTEMS的應(yīng)用程序初始化或者重新初始化[3]。BSP中的啟動代碼負(fù)責(zé)為RTEMS應(yīng)用程序建立運(yùn)行環(huán)境。
RTEMS啟動過程的順序如下：
① 執(zhí)行BSP中的啟動代碼；
② 調(diào)用rtems_initialize_executive；
③ 局部和全局應(yīng)用程序的初始化。
處理器復(fù)位時，首先執(zhí)行BSP的啟動代碼。BSP必須將所有的硬件初始化為一個靜止?fàn)顟B(tài)，然后操作系統(tǒng)才能初始化。rtems_initialize_executive指令不返回啟動代碼，它將導(dǎo)致最高優(yōu)先級的初始化任務(wù)開始執(zhí)行。初始化任務(wù)用于完成局部或全局依賴于RTEMS的應(yīng)用程序初始化。

3 BSP開發(fā)過程
下面以SPARC微處理器ERC32為例，說明RTEMSBSP的開發(fā)步驟：
①建立開發(fā)環(huán)境。開發(fā)模式采用宿主機(jī)／目標(biāo)機(jī)模式。宿主機(jī)運(yùn)行環(huán)境采用Linux系統(tǒng)，目標(biāo)機(jī)為ERC32。宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)通過串口連接。交叉開發(fā)工具采用添加了RTEMS補(bǔ)丁的GNU工具鏈(GCC，GDB，Newlib，binary utilities)。
② 選擇BSP模板。通常是根據(jù)操作系統(tǒng)提供的BSP模板，選擇與應(yīng)用硬件環(huán)境最為相似的參考設(shè)計，針對具體的目標(biāo)機(jī)對參考BSP進(jìn)行必要的修改和增刪，以形成自己的BSP。選擇一個適當(dāng)?shù)腂SP模板可以達(dá)到事半功倍的效果。
③建立新bsp目錄。將模板BSP整個目錄拷貝到適當(dāng)?shù)哪夸浵?如libbsp/)，重命名為mybsp。
④ 建立bsp配置文件�？截惾我庖粋�BSP．cfg，重命名為mybsp．cfg，修改相關(guān)的體系結(jié)構(gòu)定義，如：RTEMS_CPU_MODEL，RTEMS_BSP，CPU_CFLAGS和制定make_exe規(guī)則。
⑤修改makefile文件。對mybsp-bsp中每一個Makefile．in文件，運(yùn)行acpolish，并檢查運(yùn)行的結(jié)果，例如：
cd /mybsp - bsp/some_subdir
/path_to_SACOS/t00ls/update/acpolishMakefile．new
再次運(yùn)行acpolish：
/path_to_SACOS/tools/update/acpolishMakefile．in
將Makefile．new和Makefile．in進(jìn)行比較。如果不相同，則重新編輯Makefile．new，多次運(yùn)行acpolish，直到連續(xù)兩次產(chǎn)生的Makefile．in相同。
⑥ 修改啟動代碼。建立自陷表、基本的CPU初始化、設(shè)置中斷堆棧等。
⑦ 配置RTEMS。設(shè)置RTEMS相關(guān)全局變量和常量、RTEMS配置表、CPU依賴信息表、系統(tǒng)初始化任務(wù)表，以及用戶初始化任務(wù)表等，除完成相關(guān)的系統(tǒng)功能之外，提供板上外設(shè)的設(shè)備驅(qū)動程序。
⑧調(diào)試和測試。建立RTEMS執(zhí)行映像，利用串口下載可執(zhí)行映像到目標(biāo)機(jī)，測試BSP的正確性。
3．1 啟動代碼實(shí)現(xiàn)
BSP的啟動代碼主要包含在五個文件中。它們是Start．s、boardinit．S、bootcard．c、bspstart．C和main．C。
Start．s包含了用于硬件初始化的匯編語言代碼，它是RTEMS的引導(dǎo)ROM入口。入口點(diǎn)SYM(start)是目標(biāo)機(jī)上電后執(zhí)行的第一段程序。SYM(start)的工作是完成將控制轉(zhuǎn)移到C程序boot_card()所需要的最少的設(shè)置，如初始化堆棧和禁止外部中斷等。它的具體操作包括：
①定義自陷表。這個自陷表是SPARC V7體系共有的，可從參考BSP中復(fù)制。
②初始化處理器。
a)初始化自陷基地址寄存器TBR，即將自陷表地址寫入TBR；
b)初始化處理器狀態(tài)寄存器PSR，設(shè)置系統(tǒng)為最高優(yōu)先級運(yùn)行模式，禁止所有可屏蔽中斷；
c)設(shè)置窗口無效寄存器WIM；
d)初始化堆棧，設(shè)置堆棧指針。
③調(diào)用SYM(_bsp_board_init)(在boardinit．S中定義，這些代碼是目標(biāo)板專