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　　嵌入式可配置操作系統eCos(Embedded Configureable Operating System)的特點是可配置性、可裁減性、可移植性和實時性。它的一個主要技術特色就是功能強大的配置系統，可以在源碼級實現對系統的配置和裁減。與Linux的配置和裁減相比，eCos的配置方法更清晰、更方便;且系統層次也比Linux清晰明了，移植和增加驅動模塊更加容易。正是由于這些特性，eCos引起了越來越多的關注，同時也吸引越來越多的廠家使用eCos開發其新一代嵌入式產品。

　　eCos現在由Red Hat維護，可支持的處理器包括：ARM、StrongARM、XScale、SuperH、Intel X86、PowerPC、MIPS、AM3X、Motorola 68/Coldfire、SPARC、Hitachi H8/300H和NEC V850等。

　　1 eCos的層次結構

　　eCos采用模塊化設計，由不同的功能組件構成，eCos系統的層次結構如圖1所示。

　　這種層次結構的最底層是硬件抽象層(Hardware Abstraction Layer)，簡稱為HAL，它負責對目標系統硬件平臺進行操作和控制，包括對中斷和例外的處理，為上層軟件提供硬件操作接口。只需提供新硬件的抽象層，就可以將整個eCos系統包括基于eCos的應用移植到新的硬件平臺上。

　　2 構建eCos系統

　　構建eCos系統首先要搭建自己的硬件抽象層，然后創建驅動程序，之后就可以編制應用程序了。

　　3 硬件抽象層的移植

　　硬件抽象層分為三個不同的子模塊：體系結構抽象層(Architecture HAL)、變體抽象層(Variant HAL)和平臺抽象層(Platform HAL)。

　　體系結構抽象層。eCos所支持的不同處理器系列具有不同的體系結構，如ARM系列、PowerPC系列、MIPS系列等。體系結構抽象層對CPU的基本結構進行抽象和定義，此外它還包括中斷的交付處理、上下文切換、CPU啟動以及該類處理器結構的指令系統等。

　　變體抽象層指的是處理器在該處理器系列中所具有的特殊性，這些特殊性包括Cache、MMU、FPU等。eCos的變體抽象層就是對這些特殊性進行抽象和封裝。

　　平臺抽象層是對當前系統的硬件平臺進行抽象，包括平臺的啟動、芯片選擇和配置、定時設備、I/O寄存器訪問以及中斷寄存器等。

　　硬件抽象層的這三個子模塊之間沒有明顯的界線。對于不同的目標平臺，這種區分具有一定的模糊性。例如，MMU和Cache可能在某個平臺上屬于體系結構抽象層，而在另一個平臺上則可能屬于變體抽象層的范圍;再比如，內存和中斷控制器可能是一種片內設備而屬于變體抽象層，也可能是片外設備而屬于平臺抽象層。

　　eCos的移植通過這三個子模塊來完成，即平臺抽象層的移植、變體抽象層的移植和體系結構抽象層的移植。對一個新的體系結構來說，其系統結構抽象層的建立相對來說比較困難。eCos支持大部分當前廣泛使用的嵌入式CPU，已具有了支持各種體系結構的硬件抽象層。因此，eCos的移植很少需要進行體系結構抽象層的編寫。

　　4 平臺抽象層的移植

　　一般來說，進行eCos開發時，移植的主要工作在于平臺抽象層，這是由于eCos已實現了絕大多數流行嵌入式CPU的體系結構抽象層和變體抽象層。平臺抽象層主要完成的工作包括：內存的布局、平臺早期初始化、中斷控制器以及簡單串口驅動程序等。

　　構建一個新的平臺系統，最簡單的方法是利用eCos源碼提供的具有相同體系結構和CPU型號的參考平臺硬件抽象層，將其作為模板，復制并修改所有與新平臺相關的文件。若eCos沒有這樣的平臺，則可用另一種體系結構或CPU型號的類似硬件抽象層作為模板。比如，eCos提供了以三星公司ARM CPU S3C4510b為核心的平臺SNDS4110，當需要移植eCos到ARM CPU S3C44B0上時，這將是一個很好的起點。

　　移植工作最好是從RedBoot開始，實現的第一個目標是使RedBoot運行在新平臺上。RedBoot是eCos自帶的啟動代碼，它比eCos要簡單，沒有使用中斷和線程機制，但包含了大部分最基本的功能。

　　建立目標平臺的RedBoot通常按以下步驟進行(以構建S3C44b0的新平臺為例)。

　　① 復制eCos源碼中選定的參考平臺，根據需要對目錄及文件更名。更名的主要內容有：新平臺的目錄名、組件定義文件(CDL)、內存布局文件(MLT)、平臺初始化的源文件和頭文件

　　② 調整組件定義文件(CDL)選項。包括選項的名字、實時時鐘/計數器、CYGHWR_MEMORY_LAYOUT 變量、串口參數以及其他的一些選項。

　　③ 在頂層ecos.db文件中加入所需要的包，并增加對目標平臺的描述。在最初，該目標平臺的入口可以只包含硬件抽象層包，其他硬件支持包以后再加入。經過修改后，就可在eCos配置程序中選擇新的平臺進行配置。

　　④ 修改include/pkgconf中的內存布局(MLT)文件。按照新的硬件平臺內存布局修改MLT文件。MLT文件對應每種啟動類型有三個不同后綴的文件：.h文件以及.ldi文件和mlt文件。手工修改時只需修改.h文件和.ldi文件，并保證兩個文件同步修改。修改的主要內容有ROM的起始地址、ROM的大小、RAM的起始地址和RAM的大小。

　　⑤ 修改平臺的io宏定義。在include/plt_io.h文件中完成對平臺的各種IO宏定義，包括各種CPU的系統配置寄存器、內存配置寄存器、串口配置寄存器、LCD配置寄存器、以太網配置寄存器等的I/O地址。

　　⑥ 修改平臺的Cache代碼。在include/hal_cache.h文件中修改有關Cache的宏定義。在開發初期，最好先將Cache關閉，等移植穩定后再打開。

　　⑦ 實現簡單的串口驅動程序。串口的初始化、接收和發送在src/hal_diag.c文件完成。主要的函數如下：

　　cyg_hal_plf_serial_init_channel()，完成對某個串口的具體初始化工作;

　　cyg_hal_plf_serial_putc()，從串口發送一個字符;

　　cyg_hal_plf_serial_getc()，從串口接收一個字符;

　　cyg_hal_plf_serial_getc_nonblock()，以無阻塞的方式接收一個字符，即緩沖區中無數據時立即返回;

　　cyg_hal_plf_serial_isr()，串口中斷服務程序;

　　cyg_hal_plf_serial_init()，調用cyg_hal_plf_serial_init_channel()函數初始化各串口，并向內核注冊串口中斷服務程序、串口的讀寫例程和配置例程。

　　⑧ 修改或增加平臺初始化程序。平臺初始化在3個文件文件中完成：src/s3c44b0_misc.c、include/hal_platform_setup.h和include/hal_platform_ints.h。

　　hal_platform_ints.h完成系統的中斷宏定義。在不同的平臺中設備數量和類型不同，中斷的譯碼方式也不一致，需要根據具體情況作出調整。

　　hal_platform_setup.h主要完成系統硬件的初步配置，這里一般要在看門狗和中斷關閉后，配置系統時鐘頻率、ROM和RAM的初始化參數。

　　s3c44b0_misc.c文件完成目標板的進一步初始化、中斷處理、延時例程和操作系統時鐘設置。

　　經過以上修改，底層的平臺抽象層就基本完成了，這時可用eCos的配置工具生成RedBoot進行測試。

　　RedBoot測試成功后，說明平臺已經能正確完成初始化操作，且串口驅動也能正常工作，接著要完成中斷和Cache等測試工作。可利用一些多線程的小程序測試，檢測時鐘配置是否正確，同時也檢測了中斷能否正常工作。