在 VxWorks 7 上运行 WindML 图形演示：详细指南

VxWorks 是由 Wind River Systems 开发的一款领先的实时操作系统（RTOS），广泛应用于需要确定性性能的嵌入式系统中。随着 VxWorks 7 的发布，该操作系统经过重新设计，注重模块化、可扩展性和对现代硬件的支持，包括先进的图形功能。虽然 WindML（早期 VxWorks 版本如 5.x 和 6.x 中常见的图形库）在 VxWorks 7 中已被 OpenGL ES 和 OpenVG 等现代标准所取代，但在适当的配置下仍可运行基于 WindML 的图形演示。本文提供了在 VxWorks 7 上运行 WindML 图形演示（具体为经典的 uglteapot 演示）的分步指南，利用其向后兼容性和 Wind River Workbench 4 等开发工具。

前提条件

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在开始之前，请确保具备以下条件：

• VxWorks 7 安装：在您的主机（Windows 或 Linux）上安装了许可的 VxWorks 7。
• Wind River Workbench 4：基于 Eclipse 的 VxWorks 7 开发 IDE。
• 目标硬件或模拟器：支持图形硬件的目标板（例如 Intel x86 或基于 ARM 的板卡）或用于测试的 VxWorks 模拟器 (vxsim)。
• WindML 源文件：访问 WindML 演示源代码（例如 uglteapot.c）和库，通常可在旧版 VxWorks 分发包或存档文档中找到。
• 图形支持：确保 VxWorks 7 镜像包括图形组件（例如帧缓冲驱动程序、OpenVG 或移植的旧版 WindML 支持）。
• 开发环境：配置好的 VxWorks 源构建 (VSB) 和 VxWorks 镜像项目 (VIP)，包含必要的图形库。

设置 VxWorks 7 环境

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VxWorks 7 使用分层构建系统（VSB 和 VIP 项目）来创建自定义内核镜像。要运行 WindML 演示，您需要确保包含图形支持。

1. 启动 Wind River Workbench 4：

• 启动 Workbench 并选择或创建工作区（例如 Windows 上的 C:\Users\YourName\vxworks_workspace）。
• 确保 Workbench 中已注册您的 VxWorks 7 安装（在 首选项 > Wind River > VxWorks 中检查）。

2. 创建 VxWorks 源构建 (VSB) 项目：

• 在 Workbench 中，转到 文件 > 新建 > VxWorks 源构建项目。
• 命名项目（例如 vsb_graphics），并选择目标架构（例如 x86_64 或用于模拟器的 SIMNT）。
• 在配置向导中，包含以下组件：
  • INCLUDE_FBDEV（帧缓冲驱动程序）
  • INCLUDE_WINDML（如果您的 VxWorks 7 分发版中可用；否则可能需要手动移植旧版 WindML 库）
  • INCLUDE_OPENGL 或 INCLUDE_OPENVG（作为现代图形支持的备用选项）。
• 右键单击项目并选择 构建项目，以构建 VSB 项目。这将为您的内核镜像生成库文件。

3. 创建 VxWorks 镜像项目 (VIP)：

• 转到 文件 > 新建 > VxWorks 镜像项目。
• 命名项目（例如 vip_graphics），并将其链接到您的 vsb_graphics 项目。
• 配置内核：
  • 打开内核配置编辑器（双击 VIP 项目中的 kernel_config.c）。
  • 确认启用了图形组件（例如 INCLUDE_FBDEV、INCLUDE_WINDML）。
  • 如果使用模拟器，添加 INCLUDE_VXSIM。
• 构建 VIP 项目以生成可启动的 VxWorks 镜像（例如 default 目录中的 vxWorks）。

获取并准备 WindML 演示

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uglteapot 演示是一个经典的 WindML 示例，展示了一个旋转的茶壶。由于 WindML 是旧技术，您可能需要从旧版 VxWorks 安装（例如 VxWorks 6.x）或在线存档中获取。

1. 定位演示源代码：

• 检查您的 VxWorks 安装目录（例如 <VxWorks_Install_Dir>/vxworks-7/target/src/Mesa/windmldemos）。
• 如果找不到，可查阅 Wind River 文档或论坛获取 uglteapot.c。或者，如果无法找到，使用以下最小示例：

#include <ugl/ugl.h>
#include <ugl/ugluc.h>
void windMLTeapot(UGL_BOOL animate, int argc, char *argv[]) {
    UGL_ID gc = uglGcCreate(UGL_DEFAULT_DISPLAY);
    uglGcClear(gc, 0, 0, 640, 480, UGL_RGB(255, 255, 255));
    uglTeapot(gc, 200, 200, 100, animate);
    uglGcDestroy(gc);
}
void uglteapot(void) {
    taskSpawn("tTeapot", 210, VX_FP_TASK, 100000, (FUNCPTR)windMLTeapot, UGL_TRUE, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
}

• 将其保存为 uglteapot.c。

2. 创建可下载内核模块 (DKM) 项目：

• 在 Workbench 中，转到 文件 > 新建 > VxWorks 可下载内核模块项目。
• 命名项目（例如 uglteapot_demo），并将其链接到您的 vsb_graphics 项目。
• 将 uglteapot.c 添加到项目中，可通过拖放到项目资源管理器或使用 导入 > 文件系统。
• 修改构建设置：
  • 右键单击项目，选择 属性 > 构建属性。
  • 在 ‘Paths’ 下，添加 WindML 头文件的包含路径（例如 <VxWorks_Install_Dir>/vxworks-7/target/h/ugl）。
  • 在 ‘Libraries’ 下，添加 WindML 库（例如 libwindml.a），如果可用，或者链接到 Mesa/OpenGL 库作为替代

3. 构建 DKM：

右键单击项目并选择 构建项目。这将生成一个目标文件（例如 uglteapot_demo.out）。

在 VxWorks 模拟器上运行演示

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为简单起见，我们将使用 VxWorks 模拟器 (vxsim) 测试演示。

1. 启动模拟器：

• 在 Workbench 中，转到 运行 > 调试配置。
• 创建新的 VxWorks 模拟器连接：
  • 选择您的 VIP 镜像（例如 vip_graphics/default/vxWorks）。
  • 点击 应用 然后 调试 以启动模拟器。
• 模拟器控制台应显示 VxWorks 的启动过程。

2. 加载并运行演示：

• 在模拟器控制台中，加载 DKM：

ld < uglteapot_demo.out

• 启动演示任务：

uglteapot

• 如果成功，将弹出一个图形窗口，显示旋转的茶壶。如果没有窗口出现，请确保模拟器已配置为支持图形输出（见下文故障排除）。

在目标硬件上运行

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要在实际硬件上运行（例如带有显卡的 Intel x86 板卡）：

1. 为硬件配置 VIP：

• 更新 VIP 以匹配您的板卡支持包 (BSP)，而不是模拟器。
• 重新构建 VIP 并将镜像传输到目标（例如通过 TFTP 或 USB）。

2. 连接到目标：

• 使用 Workbench 的 目标管理器 通过目标服务器连接到板卡。
• 按模拟器步骤加载并运行 DKM。

3. 验证输出：

• 将显示器连接到目标的图形输出端口。茶壶应在屏幕上渲染。

常见问题排查

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1. 图形窗口未出现：

• 确保内核中包含 INCLUDE_FBDEV 和图形驱动程序。
• 对于模拟器，验证主机支持图形输出（例如 Linux 上的 X11 或 Windows 上的兼容显示服务器）。

2. 未找到 WindML：

• 如果 VxWorks 7 缺少原生 WindML 支持，可从旧版本移植库，或将演示改用 OpenGL ES（咨询 Wind River 支持以了解旧版兼容性）。

3. 链接器错误：

• 检查库路径并确保链接所有依赖项（例如 ugl、ugluc）。使用 nm 或 objdump 检查 .out 文件，确保所有必需库都存在。

4. 执行时崩溃：

• 如果因堆栈溢出而崩溃，可在 taskSpawn 中增加任务堆栈大小（例如从 100000 增加到 200000）。

VxWorks 7 中的现代替代方案

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虽然像 uglteapot 这样的 WindML 演示具有教育意义，但 VxWorks 7 鼓励使用现代图形 API：

• OpenGL ES：硬件加速的 3D 图形。
• OpenVG：用于 2D 界面的矢量图形。
• Tilcon UI：用于高级 GUI 的商业 UI 框架。

要将 uglteapot 适配为 OpenGL ES，可将 WindML 调用替换为 OpenGL 等效项（例如 glClear、glRotatef），但这需要更广泛的代码更改。

结论

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在 VxWorks 7 上运行 WindML 图形演示是将旧代码与现代 RTOS 环境结合的过程。通过仔细配置 VSB 和 VIP 项目，将演示集成到 DKM 中，并在模拟器或硬件上测试，您可以成功可视化teapot演示。这一过程不仅展示了 VxWorks 7 的灵活性，还将其历史功能与现代图形标准连接起来。如需进一步帮助，请查阅 VxWorks 7 文档或 Wind River 的支持资源。