Entwicklungsumgebung. Übersicht. GNU Tools GCC & LD. Entwicklungsumgebung Überblick. Echtzeitsysteme 2 Vorlesung/Übung

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1 Entwicklungsumgeung Echtzeitsysteme 2 Vorlesung/Üung Peter Ulrich Wolfgng Schröder-Preikscht Üersicht GNU Tools ProOSEK nxtosek SMC Asint it Lehrstuhl für Informtik 4 Verteilte Systeme und Betriessysteme Friedrich-Alexnder Universität Erlngen-Nürnerg ulrich,wosch@cs.fu.de 1 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 2 Entwicklungsumgeung Üerlick GNU Tools GCC & LD gcc r.cxx.o c Werkzeug c liest Dtei und schreit Dtei weitere Infos: Info-Seite GCC: info gcc Info-Seite LD: info ld TriCore-GCC User's Guide: /proj/i4ezs/docs/compiler/gnutricore/usersguide.pdf spezielle Flgs für TriCore.ld trget. ld gd..exe.ld Werkzeug kontrolliert/ktiviert Werkzeug -mei -mcpu=tc1796 -mcpu8 -mcpu10 Auswhl der TriCore-Architektur es existieren verschiedene Instruktionssätze Workrounds für Silicon-Bugs Dtei indet Dtei ein mke.mk GNU Tools Appliction ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 3 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 4

2 GNU Tools GDB GNU Tools GDB weitere Infos: Info-Seite GDB: info gd TriCore-GCC User's Guide: /proj/i4ezs/docs/compiler/gnutricore/usersguide.pdf Funktionsweise Trget CPU OCDS tricore-jtgsrv tricore-gd CPU OCDS tricore-jtgsrv tricore-gd Trget CPU TriCore CPU Core Peripherl Control Processor (PCP) DMA - EZL (SS 2011) 5 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 6 GNU Tools GDB GNU Tools GDB CPU OCDS tricore-jtgsrv tricore-gd CPU OCDS tricore-jtgsrv tricore-gd Trget Trget On-Chip Deug Support Level 1 low-cost deugging Level 2 trcing (CPU, PCP, DMA) Level 3 TC1796 emultion device HW( 4)/SW Brekpoints (progrm/dt) RW memory + registers esteht us - OCDS System Control Unit (OSCU) - JTAG Deug Interfce (JDI) - Multi Core Brek Switch (MCBS) tricore-jtgsrv Proxy zwischen JTAG und GDB Trget tricore-jtgsrv: JTAG vi Prllelport tricore-jtgsrv GDB: TCP/IP Aufruf: tricore-jtgsrv -i <init_file> <port> - Progrmm: /proj/i4ezs/tools/gnutricore/in - Initilisierungsdten: /proj/i4ezs/tools/gnutricore/tricore/jtg_trgets ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 7 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 8

3 GNU Tools GDB ProOSEK Üerlick ProOSEK CPU OCDS tricore-jtgsrv tricore-gd.ld conf.oil.mk c Trget tricore-gd gd für TriCore Verindung zum tricore-jtgsrv: trget tricore-remote <port>.cxx gcc r.cxx.cxx.o Werkzeug c liest Dtei und schreit Dtei Werkzeug kontrolliert/ktiviert Werkzeug. ld..ld trget gd.exe Dtei indet Dtei ein mke.mk GNU Tools Appliction ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 9 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 10 ProOSEK ProOSEK Configurtor Implementierung des OSEK/OSEKtime Stndrds Internet: OSEK OS 2.2.3: /proj/i4ezs/docs/os/os223.pdf Time-Triggered OS 1.0: /proj/i4ezs/docs/os/ttos10.pdf Umgeungsvrile OSEK_BASE: CIP-Pool: /locl/proosek Lornetz: /usr/locl/proosek Workflow Configurtor Genertor.oil grfisches Konfigurtionswerkzeug Ergenis: Systemkonfigurtion (OIL-Dtei) Aufruf: CIP-Pool: /locl/proosek/in/proosek Lornetz: /usr/locl/proosek/in/conf os.cnf os.h os.c os.s cnf2orti os.orti ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 11 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 12

4 ProOSEK Genertor ProOSEK cnf2orti Üersetzer: OIL-Dtei Implementierung Ergenis: Heder- und Implementierungsdteien os.h: Schnittstelle des OSEK-Lufzeitsystems - OSEK-API - konfigurtionsspezifische Konstnten os.c, os.s: Implementierung des OSEK-Lufzeitsystems - Vektortelle - Kontextwechsel os.cnf: Beschreiung der Konfigurtion - Stcks Aufruf: CIP-Pool: /locl/proosek/in/proosek -o <dir> <oil> Lornetz: /usr/locl/proosek/in/conf -o <dir> <oil> Üersetzer: os.cnf os.orti OSEK runtime informtion (ORTI) OSEK-Unterstützung für den Deugger Welcher Tsk läuft gerde? Welche Zustände hen die Tsks gerde? Welche Alrme sind ktiv? Welche Ressourcen sind gerde elegt? wird von gängigen Deuggern usgewertet Luterch Trce32 Hitex Tnto leider nicht: GDB Aufruf: CIP-Pool: /locl/proosek/in/proosek orti <cnf> <orti> Lornetz: /usr/locl/proosek/in/cnf2orti <cnf> <oil> ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 13 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 14 mke mke erforderliche Vrilen Info: info mke ProOSEK stellt ereits mke-dteifrgmente zur Verfügung: include $(OSEK_BASE)/mke/host.Linux folgende Vrilen müssen definiert sein: Vrile Beschreiung Wert OSEK_BASE Instlltionsverzeichnis von ProOSEK /locl/proosek BUILD_DIR Verzeichnis, in dem lle generierten Dteien gespeichert werden OIL_FILE OIL-Dtei, die die Systemkonfigurtion enthält FILE DEBUG Nme des Binärilds, ds erzeugt wird Üersetzerprmeter, der die Erzeugung von Deug- Informtion vernlsst -g CPU Welche CPU wird verwendet? TRICORE BOARD Welches Bord wird verwendet? TriBordTC1796 TOOL Welche Toolchin wird verwendet? gnu TOOLPATH CC_INCLUDE_USER Ds Bsisverzeichnis der Toolchin /proj/i4ezs/tools/ gnutricore Verzeichnis, ds enutzerdefinierte Heder enthält OBJS_USER Benutzerdefinierte Üersetzungseinheiten CC_OPT_USER Benutzerdefinierte Üersetzerprmeter LINK_OPT_USER LIBDIRS Benutzerdefinierte Binderprmeter Verzeichnisse mit enutzerdefinierten Biliotheken -gc-sections LIBS_USER Benutzerdefinierte Biliotheken ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 15 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 16

5 nxtosek - Üersicht Open Source OSEK Implementierung für den NXT TOPPERS/ATK OSEK API und TOPPERS/JSP Kern ECRoot C/C++ API für lejos NXJ Treier ISR / Tsk TOPPERS ATK/JSP (OSEK OS) Modifizierte NXT Firmwre / NXT BIOS AVR ARM7 ECRoot C/C++ API I/O Treier (GPT, IO, I²C, SPI, ) NXT Hrdwre Bluecore NXT Firmwre-Anpssung Drei Möglichkeiten für nxtosek Anwendungen: 1. John Hnsen's Enhnced NXT-Firmwre Belieig viele Anwendungen im NXT-Flsh Größeneschränkung pro Anwendung uf 64KB 2. NXT BIOS Nur eine Anwendung im NXT-Flsh Mximle Größe 224KB 3. Direktes Booten us dem RAM Eine Anwendung im NXT-RAM (flüchtig!) Mximle Größe 64KB, kein (lngsmer) Flsh Zugriff NeXTTool ermöglich flshen und Firmwre-Updte ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 17 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 18 nxtosek Werkzeugkette SMC Stte Mchine Compiler Verfügr für Windows und Linux Üersetzer: Zustndsutomten Quellcode mögliche Progrmmiersprchen: Jv, C++, C, Lu, Perl, Dot, GNU MAKE cygwin unter Windows orientiert sich n UML Sttechrts OSEK OIL prser/code genertor (Windows Binry) Mittels Wine unter Linux GNU ARM Crosscompiler NeXTTool Hochlden von Anwendung und Firmwre per USB Zustndsutomt modelliert Verhlten eines Ojekts Kopplung zwischen Anwendung und Zustndsutomt Methoden zw. Funktionsufrufe Anwendung Trnsitionen des Zustndsutomten Zustndsutomt Aktionen der Anwendung ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 19 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 20

6 SMC - Workflow SMC - Syntx %clss TheOject %heder TheOject.h.h.sm.c SM Heder SMC.h.c SM Impl..h.c c Werkzeug c liest Dtei und schreit Dtei Dtei indet Dtei ein Dtei referenziert Funktionen, die in Dtei definiert sind Zustnd A Zustnd B TrnsBA(Arg A)[gurdBA(A)] %strt SM::ZustndA %mp SM ZustndA Entry ZustndB Exit TrnsBA(A: Arg) [gurdba(a)] ZustndA App. Heder App. Impl. Oject Heder Oject Impl. ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 21 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 22 SMC - Syntx SMC - Syntx %clss TheOject %heder TheOject.h %clss TheOject %heder TheOject.h Zustnd A Zustnd B TrnsBA(Arg A)[gurdBA(A)] %strt SM::ZustndA %mp SM ZustndA Entry ZustndB Exit TrnsBA(A: Arg) [gurdba(a)] ZustndA Zustnd A Zustnd B TrnsBA(Arg A)[gurdBA(A)] %strt SM::ZustndA %mp SM ZustndA Entry ZustndB Exit TrnsBA(A: Arg) [gurdba(a)] ZustndA ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 23 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 24

7 SMC - Syntx SMC - Syntx %clss TheOject %heder TheOject.h %clss TheOject %heder TheOject.h Zustnd A Zustnd B TrnsBA(Arg A)[gurdBA(A)] %strt SM::ZustndA %mp SM ZustndA Entry ZustndB Exit TrnsBA(A: Arg) [gurdba(a)] ZustndA Zustnd A Zustnd B TrnsBA(Arg A)[gurdBA(A)] %strt SM::ZustndA %mp SM ZustndA Entry ZustndB Exit TrnsBA(A: Arg) [gurdba(a)] ZustndA ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 25 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 26 SMC Progrmmierschnittstelle SMC Progrmmierschnittstelle SMC modelliert ds Verhlten von Ojekten ojekt-siertes Progrmmieren in C SMC modelliert ds Verhlten von Ojekten ojekt-siertes Progrmmieren in C #include <TheOject.h> Definition des Ojekts struct TheOject theoject; #include <SM_sm.h> struct TheOject ; void TheOject_enterA(struct TheOject *oj) void TheOject_ void TheOject_exitB(struct TheOject void *oj) TheOject_ void TheOject_ActionBA(); void TheOject_ActionBA(struct TheOject int gurdba(arg *oj,arg A) ); int gurdba(arg ) ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 27 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 28

8 SMC Progrmmierschnittstelle SMC Progrmmierschnittstelle SMC modelliert ds Verhlten von Ojekten ojekt-siertes Progrmmieren in C SMC modelliert ds Verhlten von Ojekten ojekt-siertes Progrmmieren in C #include <TheOject.h> #include <TheOject.h> struct TheOject theoject; ds Ojekt void TheOject_enterA(struct TheOject *oj) void TheOject_exitB(struct TheOject *oj) void TheOject_ActionBA(struct TheOject *oj,arg A) struct TheOject theoject; der Zustndsutomt void TheOject_enterA(struct TheOject *oj) void TheOject_exitB(struct TheOject *oj) void TheOject_ActionBA(struct TheOject *oj,arg A) int gurdba(arg ) int gurdba(arg ) ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 29 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 30 SMC Progrmmierschnittstelle SMC Progrmmierschnittstelle SMC modelliert ds Verhlten von Ojekten ojekt-siertes Progrmmieren in C SMC modelliert ds Verhlten von Ojekten ojekt-siertes Progrmmieren in C #include <TheOject.h> #include <TheOject.h> struct TheOject theoject; struct TheOject theoject; void TheOject_enterA(struct TheOject *oj) void TheOject_exitB(struct TheOject *oj) void TheOject_ActionBA(struct TheOject *oj,arg A) void TheOject_enterA(struct TheOject *oj) void TheOject_exitB(struct TheOject *oj) void TheOject_ActionBA(struct TheOject *oj,arg A) int gurdba(arg ) Implementierung des Aktionen Opertionen uf dem Ojekt this-zeiger wird explizit üergeen int gurdba(arg ) Gurds sind glole Funktionen Rückgewert ist ein Whrheitswert ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 31 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 32

9 SMC Verwendung SMC Advnced SMC modelliert ds Verhlten von Ojekten ojekt-siertes Progrmmieren in C Defult-Trnsitionen und -Zustände #include <SM.h> Verschchtelte Zustndsutomten Aildung uf push()/pop() int min() Arg B; /* initilisieren */ SMContext_Init(&_fsm,&theOject); /* Trnsitionen ktivieren */ SMContext_TrnsBA(&_fsm,B); lles weitere uf: Instlltion: /proj/i4ezs/tools/smc return 0; ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 33 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 34 WCET-Anlyse: Asint it Aufge Sttische Bestimmung der mx. Ausführungszeit Pfd: /locl/it_tricore Dokumenttion: $Pfd/shre/doc/it_tricore Verwendung: erstunlich einfch it strten: /locl/it_tricore/in/ittricore Progrmm uswählen - Progrmm muss vollständig geunden sein - Progrmm sollte im internen Speicher liegen Annottionen für Schleifengrenzen hinzufügen Anlyse mit Ctrl-A strten Inetrienhme der Hrdwre Lden/Ausführen/Deuggen von Progrmmen Ausge eines Signl üer einen I/O-Pin Unter Verwendung der loßen GNU Toolchin ProOSEK / nxtosek Bestimmung der WCETs für usgewählte Funktionen/Prozeduren Beispiel: Annottionen für Schleifengrenzen clock exctly 150 MHz; compiler "tricore-gcc"; loop STOPWATCH_Init +1 loops mx 3 egin; ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 35 ulrich,scheler,wosch@cs.fu.de - EZL (SS 2011) 36