ADI和嵌入式操作系統(tǒng)供應(yīng)商Quadros系統(tǒng)公司已經(jīng)聯(lián)手推出了一套互補性的創(chuàng)新解決方案，它可以為許多嵌入式計算板卡省去一個大型器件，而且可能最終將影響到系統(tǒng)級芯片的設(shè)計。

    ADI已經(jīng)將RTXC Quadros移植到其Blackfin處理器上。該雙模操作系統(tǒng)為DSP和RISC應(yīng)用提供了單一的應(yīng)用編程接口，更為重要的是，它為中斷驅(qū)動控制代碼和面向流處理的DSP代碼提供了一個單一的任務(wù)管理環(huán)境。

    該操作系統(tǒng)的通用版本需要27到30KB的存儲器。兩家公司均表示，在實際應(yīng)用中，可以將該存儲空間壓縮掉近20%。

    目前，整個系統(tǒng)是為靜態(tài)的設(shè)計期間任務(wù)分配而設(shè)計的。該系統(tǒng)將運行在多內(nèi)核的Blackfin芯片上。Quadros和一個合作伙伴正在考慮將動態(tài)任務(wù)分配作為未來一個可能的特性。

    這一創(chuàng)新的基礎(chǔ)首先來自于ADI的Blackfin DSP架構(gòu)�！癇lackfin研制當(dāng)初只有一個關(guān)鍵的目標(biāo)：即提供一個開發(fā)人員可將信號處理代碼和控制代碼混合在單一處理器上的架構(gòu)�！盇DI的產(chǎn)品行銷經(jīng)理Wayne Meyer說。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，Blackfin包含了長信號處理指令和較短的類似RISC的指令，并具有這樣一種控制結(jié)構(gòu)，它允許DSP操作在出現(xiàn)中斷、上下文切換和其它控制代碼常見的異常情況下，仍能以一種合理的方式繼續(xù)進行。該器件甚至為信號處理和RISC類操作混合采用了中間結(jié)果暫存器和常規(guī)高速緩存。因此，Blackfin提供了一個C語言控制代碼和優(yōu)化的DSP循環(huán)能夠共存的一個平臺。

    在ADI研發(fā)Blackfin的同時，Quadros公司也意識到市場需要一個允許將控制和信號處理代碼融入到單一硬件的平臺，并因此而開發(fā)了RTXC Quadros。一旦雙方開始互相了解，Quadros移植到Blackfin上就是一件很自然的事情了。

    這種新操作系統(tǒng)有明確的機制保持控制和DSP代碼運行，并滿足各自的最終期限。這種非同尋常表現(xiàn)的關(guān)鍵所在就是該操作系統(tǒng)有兩個上下文結(jié)構(gòu)：用于控制代碼的多棧結(jié)構(gòu)和用于信號處理代碼的單棧結(jié)構(gòu)。

    在多棧模式下，任務(wù)和上下文的處理方式與其它高級實時操作系統(tǒng)相差無幾。不過，在單棧模式下，情況就不同了。取代任務(wù)的是與上下文無關(guān)的輕量級線程。所有線程通常都能成功執(zhí)行完，因此這個模式下的多任務(wù)通常在一種協(xié)作模式下完成。

    當(dāng)兩種模式結(jié)合進同一操作系統(tǒng)時，這是非常關(guān)鍵的。這種結(jié)合通過劃分三個所謂的“區(qū)間”得以實現(xiàn)，簡單說就是三個優(yōu)先級。置于頂層區(qū)間的是有硬件延時需求的硬件驅(qū)動服務(wù)例程，在系統(tǒng)中擁有最高優(yōu)先權(quán)。中間區(qū)間有兩種模式：多�？刂破骱途哂卸鄠�線程的單�？刂破鳌Ｎ挥诘谌龑訁^(qū)間，也就是優(yōu)先權(quán)最低的是受多棧模塊控制的應(yīng)用任務(wù)以及與操作系統(tǒng)相關(guān)的任務(wù)，比如說啟動代碼。

    如同它顯示出來的一樣，技術(shù)對Quadros和ADI而言只是第一道障礙。他們面臨的下一個障礙是文化。DSP代碼和控制代碼通常由一個設(shè)計團隊的不同成員通過使用非常不同的工具進行編寫，因此把兩種代碼放進單一處理器的整個概念很有可能導(dǎo)致在任何一個人弄清它們是如何工作以前就引起沖突。

    此外，該方案的購買者來自三個非常不同的背景，Quadros的行銷總監(jiān)Stephen Martin指出。只使用過RISC處理器的設(shè)計團隊也許要經(jīng)過大量的學(xué)習(xí)，才能明白為什么DSP線程與常規(guī)C++任務(wù)的處理方式不同。反之，純DSP背景的團隊也存在相同的問題�！癉SP領(lǐng)域仍然有很多專有的公司內(nèi)核，”Martin表示，“RTXC Quadros的許多設(shè)計仍然沒有可將其看作是內(nèi)核的部分。這對他們來說將非常不習(xí)慣。”

    或許在第三類人中，該產(chǎn)品最容易銷售出去。此類設(shè)計隊伍正在使用一個帶有強大DSP芯片和RISC CPU的板卡。這些團隊可能歡迎這樣的解決方案：只需一套API，一個調(diào)試環(huán)境和一套建模工具。Blackfin版本的操作系統(tǒng)預(yù)計會在2005年初上市。

作者: 張國勇