基于μClinux的SoPC应用系统设计（2） 应用程序, 运行环境, 转换器, 用户名, 多线程

yuyang911220

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。