Yleiskäyttöisen käyttöjärjestelmän sovittaminen uuteen laiteympäristöön

Abstract

Insinöörityön tavoitteena oli sovittaa yleiskäyttöinen Zero-käyttöjärjestelmä Xilinxin ML403 -sulautettujen järjes-telmien kehitysympäristöön, sekä toteuttaa tälle ympäristölle sarjaportin ja I/O-pinnien laiteajurit. Työn teo-riaosuudessa käsitellään käyttöjärjestelmien tarkoitusta ja toimintaperiaatetta, sekä sulautettuja järjestelmiä käsit-teenä. Teoriaosuudessa myös käydään arkkitehtuuritasolla läpi, kuinka Zero-käyttöjärjestelmän yleiskäyttöisyys on saavutettu ja mitä toimintoja joudutaan implementoimaan jokaiseen ympäristöön erikseen. Zero-käyttöjärjestelmä on yleiskäyttöinen ja tarkoitettu nimenomaan sulautettujen järjestelmien käyttöjärjestel-mäksi. Sulautettu järjestelmä on kuitenkin niin laaja käsite ja käsittää niin monia erilaisia järjestelmiä, että täydelli-sen yleiskäyttöisyyden saavuttaminen on ainakin erittäin vaikeaa, jos ei jopa mahdotonta. Muun muassa muistin-hallintaan, ajastimiin ja keskeytyksiin liittyvät toiminnot on yleensä toteutettava jokaiseen järjestelmään erikseen. Tämän työn ensisijainen tarkoitus oli toteuttaa nämä laitteistoriippuvaiset toiminnot ML403-ympäristöön. Testa-usta ja jatkokehitystä varten toteutettiin myös sarjaportin ja I/O-pinnien laitteistoajurit. Laitteistoriippuvaisten ohjelmamoduulien kehityksessä käytettiin Xilinx Platform Studio -ohjelmaa. Zero-käyttöjärjestelmä on sovitettu toimimaan myös Windows-käyttöjärjestelmässä, joten järjestelmän konfiguroimiseen ja käytettyjen testipetien kehitykseen voitiin käyttää Microsoftin Visual Studio 2005 -ohjelmistonkehitysympäristöä. Järjestelmän testauk-seen käytettiin HyperTerminal- ja ZeroTracer-tietoliikenneohjelmia. Työn toteutuksessa havaittiin, kuinka suuri merkitys hyvällä suunnittelulla on ohjelmistonkehityksessä. Zero-käyttöjärjestelmä on erityisesti hyvän suunnittelutyön tuloksena saatu helposti järjestelmästä toiseen siirrettäväksi. Zero-käyttöjärjestelmän suunnittelussa on myös painotettu ohjelmakomponenttien uudelleenkäytettävyyttä, mikä nopeuttaa myös järjestelmän siirtämistä uuteen laiteympäristöön.

The purpose of this Bachelor’s thesis was to adapt the general-purpose operating system called Zero to the Xilinx ML403 Evaluation Platform. The device drivers for the serial port and the I/O pins were also developed for this platform. The theoretical part of the thesis includes information about the meaning and basic operational principles of operating systems. It also discusses embedded systems in general and the ML403 Evaluation Platform individually. It is also explained, in an architectural level, how the Zero operating system works. The core of the Zero operating system is mainly hardware independent but the device drivers and some features need to be done separately to every system. Some configuring is also required when the Zero operating system is being adapted to a different environment. The device dependent software components were developed by using the Xilinx Platform Studio software development environment and the modules were tested by using the HyperTerminal and the ZeroTracer communication software. The result of the project was that the Elektrobit Company got an operating system which works on the Xilinx ML403 Evaluation Platform and is able to send and receive data via a serial communication port. The system I/O pins can also be configured and controlled by the operating system.