引言
　　為了便于操作系統(tǒng)在不同硬件結構上進行移植，美國微軟公司首先提出了將底層與硬件相關的部分單獨設計成硬件抽象層美國微軟公司提出了將操作系統(tǒng) 底層與硬件相關的部分單獨設計成硬件抽象層HAL（Hardware Abstraction Layer）的思想。硬件抽象層的引入大大推動了嵌入式操作系統(tǒng)的通用程度，為嵌入式操作系統(tǒng)的廣泛應用提供了可能。然而，目前BSP形式的硬件抽象層僅 僅能夠解決有限的幾種操作系統(tǒng)在同樣有限的BSP所支持的硬件平臺上的移植，而對絕大多數需要根據不同嵌入式應用而專門定制的嵌入式操作系統(tǒng)來說能起的作 用則非常有限。
　　1 硬件抽象層原理
　　1.1 硬件抽象層概念
　　嵌入式系統(tǒng)是一類特殊的計算機系統(tǒng)。它自底向上包括3個主要部分：硬件環(huán)境、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應用程序。硬件環(huán)境是整個嵌入式操作系統(tǒng)和 應用程序運行的硬件平臺，不同的應用通常有不同的硬件環(huán)境；因此如何有效地使嵌入式操作應用于各種不同的應用環(huán)境，是嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展中所必須解決的關 鍵問題。
　　硬件抽象層通過硬件抽象層接口向操作系統(tǒng)以及應用程序提供對硬件進行抽象后的服務。當操作系統(tǒng)或應用程序使用硬件抽象層API進行設計時，只要硬件抽象層API能夠在下層硬件平臺上實現，那么操作系統(tǒng)和應用程序的代碼就可以移植。
　　
　　圖1 引入HAL后的嵌入式系統(tǒng)結構
　　這樣，原先嵌入式系統(tǒng)的3層結構逐步演化為一種4層結構。圖1顯示了引入硬件抽象層后的嵌入式系統(tǒng)的結構。
　　在整個嵌入式系統(tǒng)設計過程中，硬件抽象層同樣發(fā)揮著不可替代的作用。傳統(tǒng)的設計流程是采用瀑布式設計開發(fā)過程，首先是硬件平臺的制作和調試，而 后是在已經定型的硬件平臺的基礎上再進行軟件設計。由于硬件和軟件的設計過程是串行的，因此需要很長的設計周期；而硬件抽象層能夠使軟件設計在硬件設計結 束前開始進行，使整個嵌入式系統(tǒng)的設計過程成為軟硬件設計并行的V模式開發(fā)過程，如圖2所示。這樣兩者的設計過程大致是同時進行的或是并發(fā)的，縮短了整個 設計周期。
　　
　　圖2 硬件抽象層引入后的V開發(fā)模式
　　1.2 BSP分析
　　作為硬件抽象層的一種實現，板級支持包BSP（Board Support Package）是現有的大多數商用嵌入式操作系統(tǒng)實現可移植性所采用的一種方案。BSP隔離了所支持的嵌入式操作系統(tǒng)與底層硬件平臺之間的相關性，使嵌 入式操作系統(tǒng)能夠通用于BSP所支持的硬件平臺，從而實現嵌入式操作系統(tǒng)的可移植性和跨平臺性，以及嵌入式操作系統(tǒng)的通用性、復用性。
　　然而現有應用較為廣泛的BSP形式的硬件抽象層，完全是為了現有通用或商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)在不同硬件平臺間的移植而設計的，因此BSP形式的硬 件抽象層與BSP所向上支持的嵌入式操作系統(tǒng)是緊密相關的。在同一種嵌入式微處理器的硬件平臺上支持不同嵌入式操作系統(tǒng)的BSP之間不僅從組成結構、向操 作系統(tǒng)內核所提供的功能以及所定義的服務的接口都完全不同，因而一種嵌入式操作系統(tǒng)的BSP不可能用于其他嵌入式操作系統(tǒng)。這種硬件抽象層是一種封閉的專 用硬件抽象層。因此，我們提出了為上層嵌入式操作系統(tǒng)內核的開發(fā)和構建提供一種開放、通用的硬件抽象層平臺，使得在某種硬件平臺上的嵌入式操作系統(tǒng)內核的 開發(fā)能夠在支持這種硬件平臺的硬件抽象層上進行。