嵌入式操作系统 4 SkyEye简介 陈香兰(xlanchenc@ustc.edu.cn) 计算机应用教研室。计算机学院 嵌入式系统实验室。苏州研究院 中国科学技术大学 Fa112014 November 28,2014 4口4四1是4P在刀0C 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(升界款应 长人式操作系统 November 28.2014 1 46
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 嵌入式操作系统 4 SkyEye简介 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） 计算机应用教研室@计算机学院 嵌入式系统实验室@苏州研究院 中国科学技术大学 Fall 2014 November 28, 2014 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 28, 2014 1 / 46
Outline SkyEye简介 ② SkyEye的安装 ●SkyEye的安装 o试用skyeye ●下载skyeye源代码，编译并安装 ③启动Linux执行自己的程序 ●添加hel1o到uclinux的根文件系统中 ●在ArmLinux中运行hel1o 编译1inux ●编译armlinux ●编译uCLinux 小结和作业 4口4四1是14P刀00 陈香兰(xlanchenoustc,edu.cn)(升异款应 长人式操作香统 November 28.2014 2/46
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Outline 1. SkyEye简介 .2 SkyEye的安装 SkyEye的安装 试用skyeye 下载skyeye源代码，编译并安装 .3 启动Linux执行自己的程序 添加hello到uclinux的根文件系统中 在ArmLinux中运行hello 4. 编译linux 编译armlinux 编译µCLinux 5. 小结和作业 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 28, 2014 2 / 46
SkyEye简介 o SkyEye is an Open Source Software Project (GPL Licence). Origin from GDB/Armulator, ~在Sourceforge.上可以获得Skyeye的相关代码 o SkyEye的起源和发展 ·陈渝：做一个用软件实现的嵌入式开发硬件模拟器，可以在 模拟器上运行各种操作系统，这样就可以在没有开发板的情况下 学习和研究操作系统 ●SkyEye的目标： to provide an integrated simulation environment in Linux and Windows,simulates/emulates typical Embedded Computer Systems 4口4四是4P在刀00 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn）(升界丸应 长人式操作系统 November 28.2014 4 46
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SkyEye简介 SkyEye is an Open Source Software Project (GPL Licence). ▶ Origin from GDB/Armulator, ▶ 在Sourceforge上可以获得Skyeye的相关代码 SkyEye的起源和发展 ▶ 陈渝： 做一个用软件实现的嵌入式开发硬件模拟器，可以在 模拟器上运行各种操作系统，这样就可以在没有开发板的情况下 学习和研究操作系统 SkyEye的目标： to provide an integrated simulation environment in Linux and Windows, simulates/emulates typical Embedded Computer Systems 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 28, 2014 4 / 46
SkyEye简介 o Now the following OS and system softwares can run in SkyEye: uC/OS-II-2.x with network support uClinux based on Linux2.4.x/2.6.x with Network/LCD/TouchScreen/Flash Mem support ARM Linux 2.4.x/2.6.x with Network/LCD/TouchScreen/Flash Mem support Nucleus Rtems Ecos 1wIP on uC/OS-II applications on uC/OSII,uClinux,ARM Linux 可对上迹软件系统进行源码级的分析、调试和测试。 1口4四1是2，在刀00 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(升界款应 瓷人式操作委蛇 November 28.2014 4/46
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SkyEye简介 Now the following OS and system softwares can run in SkyEye: ▶ uC/OS-II-2.x with network support ▶ uClinux based on Linux2.4.x/2.6.x with Network/LCD/TouchScreen/Flash Mem support ▶ ARM Linux 2.4.x/2.6.x with Network/LCD/TouchScreen/Flash Mem support ▶ Nucleus ▶ Rtems ▶ Ecos ▶ lwIP on uC/OS-II ▶ applications on uC/OSII, uClinux,ARM Linux 可对上述软件系统进行源码级的分析、调试和测试。 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 28, 2014 4 / 46
SkyEye简介 Processor List supported by SkyEye Processar name Core Architecture Current status Rurving OS 3C4510 ARM stable 53C4480 ARM stable AT91 ARM7TDMI ARM stable s3C3410 ARM7TDMI ARM stable uClinux LPC2210 ARM7TDMI ARM not fnished uClinux EP7312 ATM720T ARM stable inux Ep9312 ARM9 ARM stable linux AT91F7w9200 ARMS ARM stable linux S3C2410 ARM9 ARM stable inux CS89712 ARM9 ARM stable inux sA1100 StrongAm ARM stable linux. PXA25× XSCALE ARM stable inux PXA27x XSCALE ARM stable inux b533 北f33x Blackfin testng uClmux b37 bf53x Blackfin testing uClinux CF5249 Coldlfre stable uclinux CF5272 Coldfre testing uclinux Au1100 MPS not fnshed linux MPCESS0 E500 inu联 MPCBS72 ESOD testing inux Sparc v8 testng RTEMS 口4四1是42在月0C 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(升界丸应 长人式样作系蛇 November 28.2014 4/46
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SkyEye简介 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 28, 2014 4 / 46
SkyEye模拟硬件介绍 o Now the following hardwares can be simulated by SkyEye: CPU CORE:ARM7TDMI,ARM720T,StrongARM,XScale,Blackfin APPLICATION CPU:Atme1 AT91X40/AT91RM9200,Cirrus CIRRUS LOGIC EP7312/EP9312 CS89712,Intel SA1100/SA1110,Inte1 PXA 25x/27x,Samsung 4510B/44B0/2410/2440,Sharp LH7xxxx, NS9750,Philips LPC22xx,BF533 MEMORY:RAM,ROM,Flash Peripheral:Timer,UART,NIC chip,LCD,TouchScreen,etc. 4口4四1是14P刀00 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn）(升界丸应 长人式操作系统 November 28.2014 5 /46
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SkyEye模拟硬件介绍 Now the following hardwares can be simulated by SkyEye: ▶ CPU CORE: ARM7TDMI, ARM720T,StrongARM, XScale, Blackfin ▶ APPLICATION CPU: Atmel AT91X40/AT91RM9200,Cirrus CIRRUS LOGIC EP7312/EP9312 CS89712,Intel SA1100/SA1110, Intel PXA 25x/27x, Samsung 4510B/44B0/2410/2440 , Sharp LH7xxxx, NS9750, Philips LPC22xx, BF533 ▶ MEMORY: RAM, ROM, Flash ▶ Peripheral: Timer, UART,NIC chip,LCD, TouchScreen, etc. 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 28, 2014 5 / 46
SkyEye模拟硬件介绍 存储器管理单元和缓存单元 ●MU Memory Management Unit 存储器管理单元， 是用来管理虚拟内存系统的硬件· MU的两个主要功能是： ①将虚地址转换成物理地址： ©控制存储器的存取权限。 MMU关掉时，虚地址直接输出到物理地址总线 4口4四1是4P在刀0C 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(升界款应 长人式操作系统 November 28.2014 5/46
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SkyEye模拟硬件介绍 存储器管理单元和缓存单元 MMU Memory Management Unit， 存储器管理单元， 是用来管理虚拟内存系统的硬件。 ▶ MMU的两个主要功能是： 1. 将虚地址转换成物理地址； 2. 控制存储器的存取权限。 ▶ MMU关掉时，虚地址直接输出到物理地址总线 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 28, 2014 5 / 46
SkyEye模拟硬件介绍 存储器管理单元和缓存单元 ●TLB, Translation Lookaside Buffers 在MMU中，存放从虚拟地址到物理地址的匹配表 ·保存的内容包括： 虚址及其对应的物理地址·权限，域和映射类型· 当CPU对一虚拟地址进行存取时· 首先搜索TLB表以查找对应的物理地址等信息， 如果没有查到，则进行查找translation table,称为 Translation Table Walk(简称TTW) 经过TTW过程后，将查到的信息保存到TLB。然后根据TLB 表项的物理地址进行读写· 4口4四是42刀00 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(升界款应 瓷人式操作委蛇 November 28.2014 5/46
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SkyEye模拟硬件介绍 存储器管理单元和缓存单元 TLB， Translation Lookaside Buffers 在MMU中，存放从虚拟地址到物理地址的匹配表 ▶ 保存的内容包括： 虚址及其对应的物理地址，权限，域和映射类型。 ▶ 当CPU对一虚拟地址进行存取时， 首先搜索TLB表以查找对应的物理 地址等信息， 如果没有查到，则进行查找translation table，称为 Translation Table Walk（简称TTW）。 经过TTW过程后，将查到的信息保存到TLB。然后根据TLB 表项的物理地址进行读写。 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 28, 2014 5 / 46
SkyEye模拟硬件介绍 存储器管理单元和缓存单元 ●CACHE，缓存单元 主要用于缓存内存中的数据，其读写速度远快于内存的读写 速度，所以可以提高CPU的内存数据的访问效率。 ●write/read buffer.硬件单元 write,/read buffer硬件单元的作用与CACHE的作用类似。 ●MU、CACHE、write/read buffer一般是高性能CPU的重要组成部分，且不同类型CPU的 MMU、CACHE、write/read buffer的逻辑行为也有一定的差异。 为了支持模拟多种类型CPU的MU/CACHE,SkyEye包含了一个通 用的MMU/CACHE模拟实现。通过对一些参数的调整可以支持模拟 多种类型的MMU/CACHE物理结构和逻辑行为。 4口4四是42刀00 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(计界机 November 28.2014 5/46
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SkyEye模拟硬件介绍 存储器管理单元和缓存单元 CACHE，缓存单元 主要用于缓存内存中的数据，其读写速度远快于内存的读写 速度，所以可以提高CPU的内存数据的访问效率。 write/read buffer硬件单元 write/read buffer硬件单元的作用与CACHE的作用类似。 MMU、CACHE、write/read buffer一般是高性能CPU的重要组成部分，且不同类型CPU的 MMU、CACHE、write/read buffer的逻辑行为也有一定的差异。 为了支持模拟多种类型CPU的MMU/CACHE，SkyEye包含了一个通 用的MMU/CACHE模拟实现。通过对一些参数的调整可以支持模拟 多种类型的MMU/CACHE物理结构和逻辑行为。 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 28, 2014 5 / 46
SkyEye.模拟硬件介绍 网络芯片 ●目前SkyEye模拟了网络芯片8019AS, ●其特点是：NE2000兼容，内建16KRAM缓冲区，10MB传输速率· ●虽然目前模拟的开发板上不一定有网络芯片8019AS,但可以 在模拟的开发板上加上网络芯片8019AS的模拟。 4口4四1是4P在刀0C 陈香兰(xlanchenoustc,ed加，cn)(升异数应 瓷人式操作委蛇 November 28.2014 5 46
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SkyEye模拟硬件介绍 网络芯片 目前SkyEye模拟了网络芯片8019AS， 其特点是：NE2000兼容，内建16KRAM缓冲区，10MB传输速率。 虽然目前模拟的开发板上不一定有网络芯片8019AS，但可以 在模拟的开发板上加上网络芯片8019AS 的模拟。 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 28, 2014 5 / 46