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基于μClinux的SoPC应用系统设计(2)
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yuyang911220
发表于 2016-12-21 11:26
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基于μClinux的SoPC应用系统设计(2)
应用程序
,
运行环境
,
转换器
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用户名
,
多线程
2.1.4 运行μClinux
完成μClinux内核及文件系统的装载后,即可运行μClinux。键入g800000(800000为启动代码地址,在SoPC Builder中设置),μClinux自动完成初始化过程,用户输入登录用户名nios,密码μClinux,出现μClinux的提示符#,表示已进入μClinux运行环境。
2.2 转换器应用程序的实现
转换器应用系统主要完成网络接口和串行接口间的数据传输,所传输的数据流如图4所示。μClinux操作系统中提供了网络驱动程序和串口驱动程序,并提供了多线程的支持。
转换器应用系统中的串口收发数据和网络口收发数据是异步进行的,可分别作为一个任务来对待,任务间是并发的,因此可采用多线程程序设计技术来实现多任务间的并发执行,系统主程序流程图如图5所示。
在此应用系统中有4个任务,分别创建4个线程:网络接收线程、网络发送线程、串口接收线程和串口发送线程。这4个线程可并发执行.因网络速度与串口速度存在着差异,需设置相应的缓冲区来对收发数据进行缓冲。在此应用系统中设置两个环形缓冲区,如图4所示,其中nctrv_uartsd_buf用于接收网络数据,供存储从网络口接收的数据,然后串口从此缓冲区中取出数据发送。另一缓冲区uartrv_netsd_bur用于接收串口数据,然后网络口取出此缓冲区中数据发送出去。
线程间需实现相互通信和同步,共用缓冲区既要互斥执行又要同步执行,其操作遵循生产者和消费者模型。线程间的互斥操作采用互斥锁(mu-tex)来实现。线程间的同步通过设置两个指针来实现,一个是读指针,另一个是写指针,写指针指向队头,初
始化为0,读指针指向队尾,初始化为BUFSIZE-1。当写数据时,比较读写指针是否相等,相同则写线程阻塞;不相等,则写入数据,然后将写指针加1。当读数据时,读指针加1,然后比较读写指针是否相等,相等则读线程阻塞;不相等,则读出数据。
网络发送线程(流程图如图6所示)和串口接收线程(流程图如图7所示)间共用环形缓冲区uartrv_netsd_buf。串口发送线程和网络接收线程共用环形缓冲区netrv_uartsd_buf。两线程间的关系和处理类似网络发送线程和串口接收线程。
3 系统测试
完成转换器的软硬件设计后,按如图8所示,连接系统进行转换器数据的传输测试。在PC机A上运行串口收发程序,而在PC机B上运行以太网收发程序,经测试后数据传输无误。
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