来源:http://blog.csdn.net/ferlansue/article/details/7256964
Contiki是一个开源的、高度可移植的多任务操作系统,适用于联网嵌入式系统和无线传感器网络,由瑞典计算机科学学院(Swedish Institute of Computer Science)的Adam Dunkels和他的团队开发,已经应用在许多项目中。
Contiki支持IPv4/IPv6通信,提供了uIPv6协议栈、IPv4协议栈(uIP),支持TCP/UDP,还提供了线程、定时器、文件 系统等功能。Contiki是采用 C 语言开发的非常小型的嵌入式操作系统,针对小内存微控制器设计,典型的Contiki配置只需要2KB的RAM和40KB的ROM。
Contiki具有以下特点:
低功率无线电通信
Contiki同时提供完整的IP网络和低功率无线电通信机制。对于无线传感器网络内部通信,Contiki使用低功率无线电网络栈Rime。Rime实现了许多传感器网络协议,从可靠数据采集、最大努力网络洪泛到多跳批量数据传输、数据传播。
网络交互
可以通过多种方式完成与使用Contiki的传感器网络的交互,如Web浏览器,基于文本的命令行接口,或者存储和显示传感器数据的专用软件等。基 于文本的命令行接口是受到Unix命令行Shell的启发,并且为传感器网络的交互与感知提供了一些特殊的命令。
能量效率
为了延长传感器网络的生命周期,控制和减少传感器节点的功耗很重要。Contiki提供了一种基于软件的能量分析机制,记录每个传感器节点的能量消耗。
由于基于软件,这种机制不需要额外的硬件就能完成网络级别的能量分析。Contiki的能量分析机制既可用于评价传感器网络协议,也可用于估算传感器网络的生命周期。
节点存储:Coffee File System
Contiki提供的Coffee File System(CFS)是基于Flash的文件系统,可以在节点上存储数据。
编程模型
Contiki是采用C语言开发,包含一个事件驱动内核。应用程序可以在运行时被动态加载和卸载。在事件驱动内核之上,Contiki提供一种名为 protothread的轻量级线程模型来实现线性的、类线程的编程风格。Contiki中的进程正是使用这种protothread。此 外,Contiki还支持进程中的多线程、进程间的消息通信。Contiki提供三种内存管理方式:常规的malloc、内存块分配和托管内存分配器。
二:Contiki源代码结构
Contiki源文件目录可以在Contiki Studio安装目录中的workspace目录下找到。打开Contiki源文件目录,可以看到主要有apps、core、cpu、doc、 examples、platform、tools等目录。下面将分别对各个目录进行介绍。
core
core目录下是Contiki的核心源代码,包括网络(net)、文件系统(cfs)、外部设备(dev)、链接库(lib)等等,并且包含了时钟、I/O、ELF装载器、网络驱动等的抽象。
cpu
cpu目录下是Contiki目前支持的微处理器,例如arm、avr、msp430等等。如果需要支持新的微处理器,可以在这里添加相应的源代码。
platform
platform目录下是Contiki支持的硬件平台,例如mx231cc、micaz、sky、win32等等。Contiki的平台移植主要在这个目录下完成。这一部分的代码与相应的硬件平台相关。
apps
apps目录下是一些应用程序,例如ftp、shell、webserver等等,在项目程序开发过程中可以直接使用。使用这些应用程序的方式为, 在项目的Makefile中,定义APPS = [应用程序名称]。在以后的示例中会具体看到如何使用apps。
examples
examples目录下是针对不同平台的示例程序。Smeshlink的示例程序也在其中。
doc
doc目录是Contiki帮助文档目录,对Contiki应用程序开发很有参考价值。使用前需要先用Doxygen进行编译。
tools
tools目录下是开发过程中常用的一些工具,例如CFS相关的makefsdata、网络相关的tunslip、模拟器cooja和mspsim等等。
为了获得良好的可移植性,除了cpu和platform中的源代码与硬件平台相关以外,其他目录中的源代码都尽可能与硬件无关。编译时,根据指定的平台来链接对应的代码。
1、建立项目文件夹
Contiki中每一个应用程序都需要一个单独的文件夹,我们为Helloworld!建立一个名为helloworld的文件夹,并在其中创建 hello-world.c和Makefile文件。为了方便,建议将文件夹放在Contiki的examples目录下。
2、编写Helloworld!源代码
在hello-world.c文件中输入或粘贴如下代码:
- #include "contiki.h"
- #include <stdio.h>
-
- /* 声明一个名为hello_world_process进程 */
- PROCESS(hello_world_process, "Hello world process");
- /* 这个进程需要自动启动,即当节点启动时启动本进程 */
- AUTOSTART_PROCESSES(&hello_world_process);
-
- /* hello_world_process进程的主体部分 */
- PROCESS_THREAD(hello_world_process, ev, data)
- {
- /* 所有的进程开始执行前都必须要有这条语句 */
- PROCESS_BEGIN();
-
- printf("Hello world :)\n");
-
- /* 所有的进程结束时都必须要有这条语句 */
- PROCESS_END();
- }
3、编写Makefile
在Makefile文件中输入或粘贴如下代码:
- /* 项目名称(主文件名称) */
- CONTIKI_PROJECT = hello-world
- all: $(CONTIKI_PROJECT)
-
- /* Contiki源文件根目录,根据您的实际情况修改 */
- CONTIKI = ../..
- /* 包含Contiki的Makefile,以实现整个Contiki系统的编译 */
- include $(CONTIKI)/Makefile.include
在控制台/Shell中进入helloworld项目目录,运行如下命令:
- make
- make TARGET=native
- ./hello-world.native
- Starting Contiki
- Hello world :)
总结一下,Contiki程序开发是以进程的方式实现。创建一个Contiki进程包含两个步骤,声明和定义,由两个宏分别完成。 PROCESS(process_name, "process description")宏用于声明一个进程;PROCESS_THREAD(process_name, event, data)宏用于定义进程执行主体。
如果进程需要在系统启动时被自动执行,则可以使用AUTOSTART_PROCESSES(&process_name)宏。该宏可以指定 多个进程,如AUTOSTART_PROCESSES(&process_1, &process_2),表示process_1和process_2都会在系统启动时被启动。
进程执行主体代码中,必须以PROCESS_BEGIN()宏开始,以PROCESS_END()宏结束。这是由于Contiki特殊的进程模型导 致的。此外,在进程中不能使用switch语句,慎重使用局部变量,同样也是因为Contiki进程模型的原因。在以后的文章中会详细地说明。
四:使用Contiki Studio
Contiki Studio运行后如下图所示。
默认布局下,左侧是工作区文件树,显示工程下所有的文件;右侧上部是代码开发区,编辑程序源代码;右侧下部是其他窗口,包括警告错误窗口、编译输出窗口等等。接下来看看如何使用Contiki Studio编译Contiki应用程序。
展开左侧目录区中的examples目录,找到01-hello-world项目,该项目中已经包含了helloworld示例程序,您也可以创建自己的项目(参见Contiki入门学习之三:快速开发第一个Contiki应用程序)。在项目目录上单击右键,在弹出菜单中选择“Make Targets”中的“Build...”,打开“Make Targets”窗口。
点击“Add…”,打开“Create Make Target”窗口,按下图配置后,点击“OK”。其中TARGET的值可以按照您需要编译的目标平台来修改。
添加之后的“Make Targets”窗口如下图所示。选中刚刚添加的Target,点击“Build”,开始编译。
可以看到Console窗口不断输出编译过程信息,编译需要一点时间,请耐心等候。
编译完成之后,可以看到项目目录下生成了hello-world.mx231cc文件(扩展名与您设定的目标平台相同)。
微信公众号: 猿人谷
如果您认为阅读这篇博客让您有些收获,不妨点击一下右下角的【推荐】
如果您希望与我交流互动,欢迎关注微信公众号
本文版权归作者和博客园共有,欢迎转载,但未经作者同意必须保留此段声明,且在文章页面明显位置给出原文连接。