BSP在嵌入式开发中的位置和作用
0 2022-08-11

BSP是板级支持包,是介于主板硬件和操作系统之间的一层,应该说是属于操作系统的一部分,主要目的是为了支持操作系统,使之能够更好的运行于硬件主板。BSP是相对于操作系统而言的,不同的操作系统对应于不同定义形式的BSP,例如VxWorks的BSP和Linux的BSP相对于某一CPU来说尽管实现的功能一样,可是写法和接口定义是完全不同的,所以写BSP一定要按照该系统BSP的定义形式来写(BSP的编程过程大多数是在某一个成型的BSP模板上进行修改)。这样才能与上层OS保持正确的接口,良好的支持上层OS。

例如:

在VxWorks中的网卡驱动,首先在config.h中包含该网卡,然后将网卡含网卡的信息的参数放入数组 END_TBL_ENTRY endDevTbl [] 中,系统通过函数muxDevLoad( )调用这个数组来安装网卡驱动。

而在Linux中的网卡驱动,是在space.c中声明该网络设备,再把网卡驱动的一些函数加到dev结构中,由函数ether_setup()来完成网卡驱动的安装。

纯粹的BSP所包含的内容一般说来是和系统有关的驱动和程序,如网络驱动和系统中网络协议有关,串口驱动和系统下载调试有关等等。离开这些驱动系统就不能正常工作。

Tornado中BSP的编译和上层应用程序不同,用命令行或直接在Tornado环境下Build,在Tornado下不能跟踪调试。

用户也可以添加自己的程序到BSP中,但严格来说不应该算BSP.一般来说这种做法不建议。因为一旦操作系统能良好运行于最终的主板硬件后,BSP也就固定了,不需要做任何改动。而用户自己在BSP中的程序还会不断的升级更新,这样势必对BSP有不好的影响,对系统造成影响,同时由于BSP调试编译环境较差,也不利于程序的编译调试。

|----------------------------|
|            上层程序        |
|                            |
|      Tools - Applications  |
|                            |
|      I/O System            |
|       VxWorks Libraries    |
|       TCP/IP               |
|----------------------------- 

|----------------------------|  
|       Wind Kernel          |
|                            |
|          BSP               |
|----------------------------|
  
|---------------------------| 
|    SCSI Controllerr       |
|     Serial Controller     |
|     Clock Timer           |
|     Ethernet Controller   |
|     .. ..                 |
|                           |
|         硬件              |
|---------------------------|

BSP在嵌入式系统和Windows系统中的不同


其实运行与PC机上的windows或linux系统也是有BSP的。只是PC机均采用统一的X86体系架构,这样一定操作系统(windows,linux..)的BSP相对x86架构是单一确定的,不需要做任何修改就可以很容易支持OS在x86上正常运行,所以在PC机上谈论BSP这个概念也没什么意义了。

而对嵌入式系统来说情况则完全不同,目前市场上多种结构的嵌入式CPU(RISC)并存(PPC,ARM,MIPS....),为了性能的需要,外围设备也会有不同的选择和定义。一个嵌入式操作系统针对不同的CPU,会有不同的BSP,即使同一种CPU,由于外设的一点差别(如外部扩展DRAM的大小,类型改变),BSP相应的部分也不一样。

所以根据硬件设计编写和修改BSP,保证系统正常的运行是非常重要的。


BSP和PC机主板上的BIOS区别


BSP和PC机主板上的BIOS区别很大,BIOS主要是负责在电脑开启时检测、初始化系统设备(设置栈指针,中断分配,内存初始化..)、装入操作系统并调度操作系统向硬件发出的指令,它的Firmware代码是在芯片生产过程中固化的,一般来说用户是无法修改。其实是为下载运行操作系统做准备,把操作系统由硬盘加载到内存,并传递一些硬件接口设置给系统。在OS正常运行后,BIOS的作用基本上也就完成了,这就是为什么更改BIOS一定要从新关机开机。

PC机BIOS的作用更象嵌入式系统中的Bootloader(最底层的引导软件,初始化主板的基本设置,为接收外部程序做硬件上的准备)。与Bootloader不同的是BIOS在装载OS系统的同时,还传递一些参数设置(中断端口定义,...),而Bootloader只是简单的装载系统。

BSP是和操作系统绑在一起运行在主板上的,尽管BSP的开始部分和BIOS所做的工作类似,可是大部分和BIOS不同,作用也完全不同。此外BSP还包含和系统有关的基本驱动(串口,网口...),此外程序员还可以编程修改BSP,在BSP中任意添加一些和系统无关的驱动或程序,甚至可以把上层开发的统统放到BSP中。

而BIOS程序是用户不能更改,编译编程的,只能对参数进行修改设置。更不会包含一些基本的硬件驱动。


BSP在嵌入式开发中的位置和作用


BSP开发处于整个嵌入式开发的前期,是后面系统上应用程序能够正常运行的保证。


大概步骤如下:


1.硬件主板研制,测试。
2.操作系统的选定,BSP编程。
3.上层应用程序的开发。
BSP部分在硬件和操作系统,上层应用程序之间。所以这就要求BSP程序员对硬件,软件和
操作系统都要有一定的了解。这样才能做好BSP编程。
熟悉工具方面:电表,示波器,逻辑分析仪。硬件仿真器,仿真调试环境。
语言方面:汇编语言,C语言。 

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