VxWorks培训课程体系（选修推荐）

课程目录

第一层次：VxWorks基础与实时系统原理

• 专题一：实时操作系统基础与VxWorks概述

• 专题二：VxWorks体系结构与内核原理

• 专题三：Workbench开发环境搭建与使用

• 专题四：VxWorks工程管理与系统裁剪

第二层次：VxWorks核心编程专题

• 专题五：VxWorks多任务编程基础

• 专题六：任务间通信与同步机制

• 专题七：VxWorks内存管理与地址空间

• 专题八：中断处理、异常与看门狗定时器

• 专题九：VxWorks I/O系统与文件系统

• 专题十：VxWorks网络编程与协议栈

第三层次：VxWorks系统级开发专题

• 专题十一：VxWorks BSP开发与移植

• 专题十二：VxWorks设备驱动程序开发

• 专题十三：VxBus驱动框架与应用

• 专题十四：VxWorks启动流程与系统初始化

• 专题十五：VxWorks实时进程（RTP）开发

• 专题十六：VxWorks多核处理技术（SMP/AMP）

第四层次：VxWorks高级应用与安全认证专题

• 专题十七：VxWorks安全关键系统开发与认证

• 专题十八：VxWorks Cert与DO-178C/IEC 61508

• 专题十九：VxWorks嵌入式网络安全

• 专题二十：VxWorks系统调试与性能优化

• 专题二十一：Wind River Simics系统仿真与建模

第五层次：VxWorks项目实战与认证专题

• 专题二十二：基于VxWorks的工业控制项目实战

• 专题二十三：基于VxWorks的航空航天嵌入式项目实战

• 专题二十四：VxWorks开发工程师认证辅导

课程体系概述

本课程体系聚焦于VxWorks实时操作系统这一核心领域，在结合军工/工业嵌入式企业实际人才需求与风河官方技术路线的基础上，按照从基础到高级、从应用到系统的学习路径，分为五个层次，共二十四个选修专题。每个专题均明确标注了所采用的开发平台、软件工具和应用方向，方便学员根据自身基础和职业规划进行精准选择。

VxWorks是全球领先的实时操作系统（RTOS），以其高可靠性、强实时性和可裁剪性广泛应用于航空航天、工业控制、汽车电子、网络设备等安全关键领域。据行业调研，VxWorks在军工嵌入式系统中的占有率超过60%，掌握VxWorks开发技术是安全关键系统工程师的核心竞争力。本课程体系参考了捷克技术大学等高校的实时系统编程课程，结合了华清远见等培训机构的企业级培训方案，并融入了Wind River官方认证的知识体系，确保课程内容的系统性、先进性和实用性。

第一层次：VxWorks基础与实时系统原理

本层次旨在构建实时操作系统理论基础，掌握VxWorks核心概念与开发环境，是后续所有专题学习的前提。

专题一：实时操作系统基础与VxWorks概述

培训对象

• 嵌入式系统初学者

• 从裸机/其他RTOS转向VxWorks的开发者

• 军工/工业控制领域新入职工程师

培训目标

• 掌握实时操作系统的基本概念与特性

• 理解硬实时与软实时的区别

• 了解VxWorks的发展历程与应用领域

• 建立VxWorks生态系统的整体认知

培训内容介绍

1. 实时系统概念：实时性定义、响应时间、确定性、截止时间

2. RTOS核心特性：多任务调度、中断响应、同步通信机制、可预测性

3. 硬实时与软实时系统：区别、应用场景、设计权衡

4. 实时操作系统架构：单体内核与微内核架构对比

5. VxWorks发展历程：从VxWorks 5.x到6.x再到7.x的演进

6. VxWorks核心特点：高可靠性、强实时性、可裁剪、可扩展

7. VxWorks应用领域：航空航天（火星探测器、无人机）、工业控制、网络设备、汽车电子

8. Wind River生态系统：风河公司、Workbench IDE、Simics仿真器

9. VxWorks与其他RTOS对比：与FreeRTOS/ThreadX/uC-OS的异同

10. 学习路径规划：根据职业方向选择BSP/驱动/应用开发路线

11. VxWorks社区与技术支持：官方文档、技术论坛、培训认证体系

12. 综合研讨：VxWorks典型应用案例分析

专题二：VxWorks体系结构与内核原理

培训对象

• VxWorks初学者

• 底层系统开发者

• 实时应用开发工程师

培训目标

• 掌握VxWorks的系统体系结构

• 理解WIND内核的核心机制

• 熟悉VxWorks的任务管理与调度策略

• 为后续多任务编程打下基础

培训内容介绍

1. VxWorks系统层次结构：内核层、系统服务层、应用层

2. WIND内核架构：微内核设计、核心组件、可加载模块

3. 任务状态机：就绪态、运行态、阻塞态、挂起态、延迟态

4. 任务调度算法：优先级抢占调度（256级优先级）、时间片轮转调度

5. 调度控制机制：任务优先级动态调整、抢占锁、调度器上锁

6. 上下文切换机制：任务控制块（TCB）、栈指针保存、寄存器切换

7. 系统任务介绍：tExcTask异常处理任务、tLogTask日志任务、tShell任务

8. VxWorks内核对象：任务、信号量、消息队列、定时器、事件

9. 内核数据结构：任务控制块、就绪队列、延迟队列

10. 实时性指标：中断延迟、任务切换时间、信号量获取时间

11. 系统时钟与节拍：系统时钟频率、时间片设置、Tick定时器

12. 内核可裁剪性：组件化设计、配置选项、最小内核尺寸

专题三：Workbench开发环境搭建与使用

培训对象

• VxWorks初学者

• 从Tornado迁移的开发者

• 嵌入式IDE使用者

培训目标

• 掌握Workbench开发环境的安装与配置

• 熟悉Workbench的界面布局与主要功能

• 能够进行工程的创建、编译与调试

• 具备独立搭建开发环境的能力

培训内容介绍

1. Workbench概述：风河下一代IDE、基于Eclipse平台、支持VxWorks/Linux

2. Workbench版本演进：Workbench 2.x/3.x/4.x的主要特性

3. 开发环境安装：Workbench安装步骤、许可证配置、组件选择

4. 工作区与工程管理：工作区概念、工程类型、工程导入导出

5. 编辑器功能：代码着色、自动补全、语法检查、重构工具

6. 编译器与构建系统：GNU编译器、DIAB编译器、构建配置

7. 调试器功能：任务级调试、断点设置（硬件断点/软件断点）、变量监视

8. 目标机连接：target server配置、连接方式（网络/串口/WDB）

9. 系统查看器（System Viewer）：事件跟踪、任务状态监控、性能分析

10. 风河命令行工具：wr_tool、vxprj、wrtool的使用

11. 工程模板与向导：BSP向导、驱动向导、应用模板

12. 综合实战：Workbench环境搭建与第一个VxWorks工程

专题四：VxWorks工程管理与系统裁剪

培训对象

• 系统集成工程师

• BSP开发人员

• 产品定制开发者

培训目标

• 掌握VxWorks工程类型与项目管理方法

• 能够进行VxWorks内核的裁剪与配置

• 熟悉系统映像的生成与启动方式

• 具备独立定制VxWorks系统的能力

培训内容介绍

1. VxWorks工程类型：bootable工程、downloadable工程、源构建工程

2. bootable工程：创建流程、BSP选择、内核配置、映像生成

3. downloadable工程：创建流程、应用模块开发、动态加载机制

4. VxWorks源构建系统：基于Makefile的构建、组件包管理

5. 内核配置工具：WindConfig图形化配置、配置选项详解

6. 组件选择策略：最小系统配置、网络组件、文件系统组件

7. 系统映像类型：vxWorks（加载运行）、vxWorks_rom（ROM运行）、vxWorks_romCompress（压缩ROM运行）

8. 只读内存文件系统（ROMFS）：配置与使用、启动文件集成

9. vxprj命令行工具：工程创建、组件添加、构建配置

10. 依赖关系管理：组件依赖、自动解析、冲突处理

11. 多版本管理：VxWorks 5.x/6.x/7.x工程迁移

12. 综合实战：定制最小VxWorks系统映像并启动

第二层次：VxWorks核心编程专题

本层次聚焦VxWorks应用开发的核心技能，掌握多任务编程、通信同步、内存管理、中断处理、I/O与网络编程。

专题五：VxWorks多任务编程基础

培训对象

• 嵌入式应用开发者

• 实时软件工程师

• 从裸机转向RTOS的开发者

培训目标

• 掌握VxWorks任务的创建与管理方法

• 理解任务优先级与调度机制

• 能够编写多任务并发程序

• 具备任务级调试能力

培训内容介绍

1. 任务概念：VxWorks中的执行单元、任务与线程的区别

2. 任务创建：taskSpawn函数、参数详解、栈大小设置

3. 任务删除与控制：taskDelete、taskSuspend、taskResume、taskRestart

4. 任务信息获取：taskIdSelf、taskName、taskPriorityGet/Set

5. 任务状态查询：taskIsReady、taskIsSuspended、taskIsDelayed

6. 任务优先级管理：256级优先级（0最高，255最低）、优先级动态调整

7. 任务调度控制：taskLock/taskUnlock（抢占锁）、调度器锁定

8. 函数可重入性：可重入函数要求、不可重入函数问题、多任务安全编程

9. 任务局部存储：taskVar机制、任务变量、应用场景

10. 系统任务分析：根任务tUsrRoot、日志任务tLogTask、异常处理任务tExcTask

11. 任务错误处理：errno机制、taskErrnoGet/Set、错误传播

12. 综合实战：创建多任务并观察任务状态切换

专题六：任务间通信与同步机制

培训对象

• 嵌入式应用开发者

• 实时软件工程师

• 多任务系统设计者

培训目标

• 掌握信号量的类型与应用场景

• 能够使用消息队列进行任务间通信

• 理解优先级反转问题与解决方案

• 具备复杂多任务系统的设计能力

培训内容介绍

1. 任务间通信概述：共享数据、同步、互斥、通信机制

2. 信号量类型：二进制信号量、互斥信号量、计数信号量、共享内存信号量

3. 二进制信号量：创建（semBCreate）、获取（semTake）、释放（semGive）

4. 互斥信号量：互斥特性、优先级继承、递归获取

5. 优先级反转问题：产生条件、危害分析、优先级继承协议

6. 计数信号量：资源计数、多资源管理、生产者-消费者模型

7. 消息队列：创建（msgQCreate）、发送（msgQSend）、接收（msgQReceive）

8. 消息队列特性：先进先出、紧急消息、超时机制

9. 管道机制：管道创建、读写操作、与消息队列的异同

10. 信号（Signal）：异步信号机制、信号处理函数、与中断的异同

11. 看门狗定时器：wdCreate、wdStart、wdCancel、定时回调

12. 综合实战：生产者-消费者模型实现与优先级反转实验

专题七：VxWorks内存管理与地址空间

培训对象

• 嵌入式软件工程师

• 系统底层开发者

• 高性能应用开发者

培训目标

• 掌握VxWorks内存布局与分区

• 能够进行动态内存分配与管理

• 理解虚拟内存机制与MMU配置

• 具备内存优化与问题排查能力

培训内容介绍

1. VxWorks内存空间布局：代码段、数据段、BSS段、栈区、堆区

2. 动态内存分配：malloc/free、calloc、realloc、memalign

3. 内存分区管理：memPartCreate、memPartAlloc、内存分区隔离

4. 内存碎片问题：产生原因、监控方法、避免策略

5. 缓存一致性（Cache Coherence）：Cache工作原理、数据一致性维护

6. 虚拟内存接口：MMU配置、虚拟地址映射、内存保护

7. 虚拟内存配置：VM组件、页表设置、访问权限控制

8. 内存保护单元（MPU）：Cortex-M处理器支持、区域划分、权限设置

9. 物理内存访问：physMemDesc、内存保留、直接物理访问

10. 内存泄漏检测：内存统计函数、memShow、自定义检测机制

11. 栈溢出检测：栈保护字、栈使用统计、溢出处理

12. 综合实战：内存分配监控与泄漏检测实验

专题八：中断处理、异常与看门狗定时器

培训对象

• 底层系统开发者

• BSP/驱动工程师

• 实时控制应用开发者

培训目标

• 掌握VxWorks中断处理机制

• 能够编写安全的中断服务程序（ISR）

• 理解异常处理与看门狗应用

• 具备实时系统底层开发能力

培训内容介绍

1. 中断与异常概念：中断类型、异常分类、处理流程

2. VxWorks中断机制：intConnect、intEnable/Disable、intLock/intUnlock

3. 中断服务程序（ISR）特性：不能阻塞、不能调用某些API、栈空间限制

4. ISR编写规范：最小化处理时间、避免死锁、使用ISR安全函数

5. ISR与任务同步：从ISR发送信号量、从ISR发送消息

6. 中断延迟分析：硬件延迟、系统延迟、最坏情况估算

7. 异常处理机制：异常向量表、异常处理程序、excHook注册

8. 看门狗定时器：硬件看门狗vs软件看门狗、wdCreate/wdStart/wdCancel

9. 定时器服务：系统时钟节拍、高精度定时器、时间戳功能

10. 实时时钟（RTC）：RTC驱动、时间获取与设置

11. 中断负载测量：中断频率统计、处理时间分析

12. 综合实战：外部中断驱动设计与看门狗应用

专题九：VxWorks I/O系统与文件系统

培训对象

• 嵌入式应用开发者

• 设备驱动使用者

• 数据存储开发者

培训目标

• 掌握VxWorks I/O系统架构

• 能够进行基本I/O与缓冲I/O操作

• 熟悉文件系统的配置与使用

• 具备文件操作与设备访问能力

培训内容介绍

1. VxWorks I/O系统概述：设备驱动框架、文件描述符、I/O重定向

2. 基本I/O接口：open/close/read/write/ioctl/lseek

3. 标准I/O库：fopen/fclose/fread/fwrite/fprintf/scanf

4. 设备文件操作：控制台设备、串口设备、块设备

5. 多路I/O复用：select机制、poll机制、等待多个文件描述符

6. 本地文件系统：dosFs（FAT兼容）、rawFs（原始分区）、tapeFs

7. 网络文件系统：NFS客户端/服务器配置、远程文件访问

8. 文件系统创建：磁盘格式化、分区创建、文件系统挂载

9. 文件操作高级特性：文件锁、异步I/O、内存映射文件

10. I/O系统性能优化：缓冲策略、直接I/O、DMA传输

11. 设备驱动与I/O系统交互：驱动入口点、数据结构、调用流程

12. 综合实战：文件读写与串口设备操作实现

专题十：VxWorks网络编程与协议栈

培训对象

• 网络应用开发者

• 嵌入式通信工程师

• 分布式系统开发者

培训目标

• 掌握VxWorks网络协议栈架构

• 能够进行Socket网络编程

• 熟悉常用网络应用协议

• 具备嵌入式网络应用开发能力

培训内容介绍

1. VxWorks网络协议栈概述：MUX层、协议族、套接字接口

2. Socket编程基础：socket创建、bind、listen、accept、connect

3. TCP编程：面向连接通信、可靠传输、流式数据

4. UDP编程：无连接通信、广播、组播

5. 网络定时测量：以太网通信时序、延迟分析

6. DHCP客户端：动态IP获取、配置选项

7. DNS客户端：域名解析、缓存管理

8. FTP客户端/服务器：文件传输协议实现、TFTP轻量级文件传输

9. Telnet服务器：远程登录服务、命令解释器

10. SNMP协议：网络管理代理、MIB库实现

11. 网络安全特性：IPsec、SSL/TLS、防火墙功能

12. 综合实战：基于TCP/UDP的嵌入式网络通信系统

第三层次：VxWorks系统级开发专题

本层次面向系统级开发，涵盖BSP移植、设备驱动、多核处理等高级主题，培养底层系统工程师。

专题十一：VxWorks BSP开发与移植

培训对象

• BSP开发工程师

• 底层系统开发者

• 硬件平台适配人员

培训目标

• 掌握BSP的组成与工作原理

• 能够进行BSP的移植与调试

• 熟悉板级初始化流程

• 具备为新硬件平台适配VxWorks的能力

培训内容介绍

1. BSP概述：板级支持包定义、作用、与内核的关系

2. BSP组成结构：源文件、头文件、Makefile、配置文件

3. BSP相关硬件知识：处理器架构、内存映射、中断控制器、时钟硬件

4. 系统启动流程概述：ROM启动、RAM启动、加载过程

5. BootRom启动流程分析：romInit.s、romStart.c、加载VxWorks映像

6. 内核启动前硬件初始化：CPU初始化、内存控制器配置、基本外设初始化

7. sysLib库：sysHwInit、sysHwInit2、sysModel等系统函数

8. bootline设计：启动参数格式、解析机制、配置选项

9. PCI总线初始化：PCI配置空间访问、设备枚举、资源分配

10. 网卡设备初始化：以太网控制器初始化、MAC地址设置

11. BSP调试方法：串口输出、LED指示、仿真器调试

12. 综合实战：为开发板移植VxWorks BSP

专题十二：VxWorks设备驱动程序开发

培训对象

• 驱动开发工程师

• 底层系统开发者

• 硬件接口设计者

培训目标

• 掌握VxWorks设备驱动框架

• 能够编写字符设备驱动程序

• 熟悉中断处理与DMA传输

• 具备常见外设驱动开发能力

培训内容介绍

1. 设备驱动分类：字符设备、块设备、网络设备、SCSI设备

2. 驱动数据结构：设备描述符、驱动表、设备表

3. 字符设备驱动框架：xxDrv、xxDev创建、入口点函数实现

4. 驱动注册机制：iosDrvInstall、iosDevAdd、设备命名

5. 中断处理集成：intConnect、中断服务程序、底半处理机制

6. DMA传输设计：DMA控制器配置、描述符链表、缓冲管理

7. 串口驱动开发：UART寄存器操作、收发缓冲、流控实现

8. 时钟/定时器驱动：硬件定时器配置、节拍产生、超时处理

9. 驱动调试技术：printk调试、WindView分析、逻辑分析仪配合

10. 驱动性能优化：中断负载均衡、零拷贝技术、轮询模式

11. 驱动测试方法：单元测试、压力测试、长时间稳定性测试

12. 综合实战：基于VxBus的串口/GPIO驱动开发

专题十三：VxBus驱动框架与应用

培训对象

• 驱动开发工程师

• 从传统驱动迁移的开发者

• BSP开发人员

培训目标

• 掌握VxBus驱动框架的架构与优势

• 能够进行VxBus驱动开发

• 理解驱动与硬件资源的绑定机制

• 具备基于VxBus的现代化驱动开发能力

培训内容介绍

1. VxBus概述：VxWorks 6.x引入的新驱动架构、设计目标

2. 传统驱动vsVxBus驱动：架构对比、优劣分析、迁移策略

3. VxBus核心概念：驱动实例、设备实例、资源表、服务接口

4. 驱动注册机制：vxbDrvRegister、驱动初始化顺序

5. 设备发现与匹配：硬件配置表、设备树、自动匹配

6. 资源管理：内存资源、中断资源、I/O资源、DMA资源

7. 服务接口设计：上层驱动与下层驱动的服务调用

8. 中断处理机制：vxbIntConnect、中断共享、中断线程化

9. 电源管理支持：设备休眠、唤醒、电源状态切换

10. VxBus驱动示例：串口驱动、网卡驱动、SPI/I2C驱动

11. 现有驱动程序迁移：从传统驱动向VxBus迁移步骤

12. 综合实战：基于VxBus的SPI驱动开发

专题十四：VxWorks启动流程与系统初始化

培训对象

• 系统软件工程师

• BSP开发者

• 底层系统调试者

培训目标

• 掌握VxWorks的完整启动流程

• 理解各级初始化的作用与调用顺序

• 能够自定义系统初始化过程

• 具备系统启动问题排查能力

培训内容介绍

1. VxWorks启动阶段概述：ROM阶段、RAM阶段、内核初始化

2. romInit函数：第一条指令执行、CPU基本初始化、内存配置

3. romStart函数：映像解压缩、代码重定位、跳转到RAM

4. sysInit函数：RAM入口点、基本硬件重初始化

5. usrInit函数：内核基础服务初始化、cache使能、异常向量设置

6. sysHwInit函数：板级硬件初始化、中断控制器配置

7. kernelInit函数：内核启动、任务调度器创建

8. tUsrRoot根任务：usrRoot函数、系统服务初始化

9. 网络协议栈初始化：MUX层、协议族、网络接口

10. 文件系统初始化：磁盘设备挂载、根文件系统建立

11. 用户应用启动：从usrAppInit入口、用户自定义初始化

12. 启动问题调试：串口输出分析、启动日志、调试工具使用

专题十五：VxWorks实时进程（RTP）开发

培训对象

• 应用软件工程师

• 内存隔离需求开发者

• 大型系统设计者

培训目标

• 掌握VxWorks实时进程（RTP）的概念与优势

• 能够创建与管理RTP进程

• 理解RTP与内核任务的差异

• 具备基于RTP的应用开发能力

培训内容介绍

1. RTP概述：VxWorks 6.x引入的进程机制、内存保护特性

2. 内核任务vsRTP：地址空间隔离、保护级别、切换开销

3. RTP创建与执行：rtpSpawn函数、参数传递、环境变量

4. RTP状态管理：rtpWait、rtpSuspend、rtpResume、rtpDelete

5. 进程间通信（IPC）：消息队列跨进程、共享内存机制

6. 共享内存管理：shmOpen/shmap、内存映射、同步访问

7. RTP内存布局：代码段、数据段、堆栈、共享库

8. 动态链接支持：共享库加载、符号解析、位置无关代码

9. 系统调用机制：用户态到内核态的切换、参数传递

10. 多RTP调试：跨进程调试、进程间通信监控

11. RTP性能分析：上下文切换开销、IPC延迟、内存占用

12. 综合实战：基于RTP的多进程应用开发

专题十六：VxWorks多核处理技术（SMP/AMP）

培训对象

• 多核系统开发者

• 高性能嵌入式工程师

• 系统架构师

培训目标

• 掌握对称多处理（SMP）与非对称多处理（AMP）的概念

• 能够进行VxWorks SMP系统开发

• 理解多核任务调度与同步机制

• 具备多核应用优化能力

培训内容介绍

1. 多核处理概述：SMPvsAMP、应用场景、优劣势对比

2. VxWorks SMP架构：多核调度器、全局就绪队列、核间中断

3. SMP系统配置：SMP组件选择、CPU数量配置、启动CPU设置

4. 多核任务调度：任务到CPU的绑定、CPU亲和性设置、负载均衡

5. 核间同步机制：自旋锁、原子操作、内存屏障

6. 多核中断处理：中断分发策略、核间中断（IPI）、中断负载均衡

7. 多核性能优化：缓存一致性维护、伪共享避免、NUMA感知

8. VxWorks AMP架构：独立操作系统、核间通信机制

9. AMP通信方式：共享内存、门铃中断、RPMsg协议

10. 多核调试技术：每核任务查看、核间跟踪、性能分析

11. 多核应用案例：网络包处理、雷达信号处理、多媒体处理

12. 综合实战：SMP环境下的多任务调度实验

第四层次：VxWorks高级应用与安全认证专题

本层次面向安全关键系统与高级应用，涵盖安全认证、网络安全、系统仿真等主题。

专题十七：VxWorks安全关键系统开发与认证

培训对象

• 航空航天/医疗/工业安全开发者

• 安全关键软件工程师

• 适航认证人员

培训目标

• 掌握安全关键系统的开发要求

• 了解功能安全标准对软件的要求

• 熟悉VxWorks的安全特性与认证状态

• 具备安全关键系统开发意识与能力

培训内容介绍

1. 安全关键系统概述：失效后果分类、安全完整性等级（SIL）

2. 功能安全标准体系：DO-178C（航空）、IEC 61508（工业）、ISO 26262（汽车）、EN 50128（铁路）

3. VxWorks认证版本：VxWorks Cert、认证级别、认证包

4. 安全开发生命周期：计划、需求、设计、编码、测试、验证

5. 软件等级（DAL）划分：A/B/C/D/E等级、开发保证要求

6. 分区与隔离技术：ARINC 653分区、内存保护、时间隔离

7. 确定性行为：最坏情况执行时间（WCET）、可预测性保证

8. 编码规范与静态分析：MISRA-C、覆盖率分析、MC/DC覆盖

9. 验证与确认方法：评审、分析、测试、形式化方法

10. 认证文档体系：软件开发计划、配置管理计划、验证报告

11. 安全案例构建：论证安全目标实现、证据组织

12. 综合研讨：安全关键系统认证流程与实践

专题十八：VxWorks Cert与DO-178C/IEC 61508

培训对象

• 安全关键软件工程师

• 认证项目经理

• 适航认证申请人

培训目标

• 掌握VxWorks Cert的特性与优势

• 了解DO-178C认证的具体要求

• 熟悉IEC 61508在工业领域的应用

• 具备基于VxWorks Cert的开发能力

培训内容介绍

1. VxWorks Cert概述：面向安全关键应用的认证版本

2. VxWorks Cert for DO-178C：认证证据包、生命周期数据、符合性声明

3. DO-178C软件等级：A/B/C/D等级对开发过程的要求

4. DO-178C过程框架：计划过程、开发过程、验证过程、配置管理、质量保证、适航联络

5. 工具鉴定：开发工具、验证工具、工具鉴定要求

6. 结构覆盖分析：语句覆盖、分支覆盖、MC/DC覆盖

7. VxWorks Cert for IEC 61508：SIL等级对应、认证证据

8. IEC 61508软件要求：安全管理、需求跟踪、验证确认

9. 失效模式分析：软件FMEA、故障树分析（FTA）

10. 软件故障注入测试：验证容错机制、故障响应

11. 认证项目组织：认证计划、第三方审计、局方审查

12. 综合研讨：某型航空软件DO-178C认证实践

专题十九：VxWorks嵌入式网络安全

培训对象

• 网络安全工程师

• 嵌入式系统开发者

• 网络设备设计者

培训目标

• 掌握嵌入式系统的网络安全威胁

• 能够进行VxWorks系统的安全加固

• 熟悉网络安全协议与实现

• 具备嵌入式网络安全开发能力

培训内容介绍

1. 嵌入式网络安全概述：威胁模型、攻击面、安全需求

2. VxWorks网络安全特性：IPsec、SSL/TLS、SSH、防火墙

3. IPsec协议：安全关联、认证头（AH）、封装安全载荷（ESP）、IKE密钥交换

4. SSL/TLS协议：握手协议、记录协议、证书管理、加密套件

5. SSH服务：安全远程登录、密钥认证、端口转发

6. 防火墙功能：包过滤、状态检测、访问控制列表

7. 入侵检测：异常检测、签名检测、日志审计

8. 安全启动与固件验证：信任链、数字签名、防回滚

9. 安全存储：文件加密、密钥存储、防篡改

10. 安全配置指南：服务最小化、端口关闭、权限控制

11. 漏洞响应机制：补丁管理、应急响应、安全更新

12. 综合实战：VxWorks系统安全加固与网络安全配置

专题二十：VxWorks系统调试与性能优化

培训对象

• 系统软件工程师

• 性能优化工程师

• 疑难问题排查者

培训目标

• 掌握VxWorks系统调试工具与方法

• 能够进行系统性能分析与优化

• 熟悉常见问题的排查思路

• 具备系统级调试与优化能力

培训内容介绍

1. 调试工具链：CrossWind调试器、System Viewer、WindView

2. 任务级调试：断点设置、单步执行、变量监视、调用栈查看

3. 系统级调试：内核调试、异常处理、系统状态检查

4. shell调试命令：checkStack、taskShow、memShow、iosShow

5. WindView逻辑分析仪：事件记录、时序分析、性能瓶颈识别

6. 性能分析指标：CPU利用率、中断负载、任务切换频率、内存使用

7. 系统响应时间优化：中断延迟降低、任务响应加快

8. 内存优化：内存碎片整理、缓存利用率提升、动态分配减少

9. 网络性能优化：协议栈参数调整、零拷贝技术、硬件加速

10. 启动时间优化：内核裁剪、并行初始化、延迟加载

11. 疑难问题排查：死锁分析、资源泄漏、不稳定现象复现

12. 综合实战：性能瓶颈分析与系统优化实践

专题二十一：Wind River Simics系统仿真与建模

培训对象

• 系统仿真工程师

• 硬件/软件协同开发者

• 虚拟化平台使用者

培训目标

• 掌握Wind River Simics仿真平台的使用

• 能够为目标硬件建立仿真模型

• 熟悉仿真环境下的开发与调试

• 具备基于仿真的开发流程优化能力

培训内容介绍

1. Simics概述：全系统仿真器、虚拟平台、应用场景

2. Simics架构：目标系统模拟、主机接口、设备建模框架

3. Simics使用入门：仿真环境启动、目标系统加载、命令行操作

4. 仿真目标硬件配置：处理器模型、内存模型、外设模型

5. 为目标硬件建立模型：设备建模语言（DML）、设备实现

6. 仿真网络配置：虚拟网络接口、网络连接、拓扑构建

7. 仿真存储系统：虚拟磁盘、文件系统映像、启动配置

8. 仿真环境下的调试：检查点、反向执行、确定性重放

9. 协同开发模式：硬件开发与软件开发并行、提前软件开发

10. 性能分析仿真：时序精确仿真、性能预测、瓶颈分析

11. 测试自动化：仿真环境下的自动化测试、回归测试

12. 综合实战：基于Simics的VxWorks系统仿真与开发

第五层次：VxWorks项目实战与认证专题

本层次通过完整项目案例，综合运用所学知识，培养独立开发能力，并指导VxWorks开发工程师认证。

专题二十二：基于VxWorks的工业控制项目实战

培训对象

• 工业控制开发者

• 自动化工程师

• 嵌入式系统集成人员

培训目标

• 掌握工业控制系统的典型架构

• 能够进行PLC/DCS系统的VxWorks实现

• 熟悉工业通信协议（Modbus/CANopen）

• 具备完整工业控制项目开发能力

培训内容介绍

1. 工业控制系统概述：PLC、DCS、工业控制器、RTU

2. 项目需求分析：I/O点数、控制周期、可靠性要求

3. 硬件平台选型：基于PowerPC/x86/ARM的工业控制器

4. 实时任务划分：控制任务、通信任务、监控任务

5. 模拟量采集处理：AD转换、滤波算法、工程量转换

6. 开关量输入输出：状态检测、输出控制、隔离设计

7. PID控制算法：位置式PID、增量式PID、参数整定

8. Modbus协议实现：Modbus RTU/TCP、主站/从站模式

9. CANopen协议栈集成：对象字典、PDO/SDO、NMT管理

10. 人机界面设计：HMI接口、数据显示、参数设置

11. 冗余设计：双机热备、故障切换、数据同步

12. 综合实战：基于VxWorks的PLC控制器完整实现

专题二十三：基于VxWorks的航空航天嵌入式项目实战

培训对象

• 航空航天软件工程师

• 安全关键系统开发者

• 机载/星载设备开发者

培训目标

• 掌握航空航天嵌入式系统的开发要求

• 能够进行机载计算机软件设计

• 熟悉ARINC 653分区操作系统应用

• 具备安全关键系统开发实战能力

培训内容介绍

1. 航空航天嵌入式系统概述：机载计算机、飞控系统、航电系统

2. 项目需求分析：安全等级、可靠性指标、环境适应性

3. 分区操作系统设计：ARINC 653分区、分区调度、健康监控

4. 多分区应用开发：分区内任务、分区通信、资源共享

5. 时间与空间隔离：内存保护、时间分区、错误隔离

6. MIL-STD-1553B总线通信：BC/RT模式、消息处理、冗余管理

7. ARINC 429总线接口：数据收发、协议处理、故障检测

8. 传感器数据融合：多传感器采集、卡尔曼滤波、容错处理

9. 执行机构控制：伺服控制、PWM输出、位置闭环

10. 安全监控与自检：上电自检（PBIT）、周期自检（CBIT）、故障处理

11. 数据记录与遥测：飞行数据记录、遥测数据下发

12. 综合实战：某型飞控计算机VxWorks软件完整实现

专题二十四：VxWorks开发工程师认证辅导

培训对象

• 求职嵌入式岗位的工程师

• 希望获得官方认证的开发者

• 企业培训人员

培训目标

• 梳理VxWorks开发知识体系

• 掌握Wind River认证考试要点

• 进行项目实战演练与模拟考试

• 获得VxWorks开发工程师认证

培训内容介绍

1. 认证体系介绍：Wind River知识认证计划、认证级别（Professional/Expert）

2. VxWorks架构知识：内核对象、系统架构、应用开发要点

3. 应用测试技能：功能测试、性能测试、验证方法

4. 通用应用开发：编码规范、开发流程、调试技术

5. 故障排查技能：异常处理、调试工具、问题诊断

6. 开发环境配置：Workbench设置、目标机连接

7. IDE使用技能：工程管理、编译配置、调试操作

8. 命令行工具使用：vxprj、wr_tool、shell命令

9. VxWorks API应用：核心API使用、编程模式

10. 应用部署技能：映像生成、启动配置、部署验证

11. 内核模块开发：DKM开发、模块加载、优化技巧

12. 容器技术应用：VxWorks容器使用、现代应用开发

13. 真题模拟演练：选择题、场景题、编程题

14. 面试常见问题：技术面试题、项目经验问答、系统设计题

15. 项目实战答辩：完整项目展示、技术难点讲解

16. 认证考试流程：报名方式、考试形式、评分标准、证书获取

选修路径建议

课程体系说明

本选修课程体系具有以下特点：

1. 层次化设计：从实时系统基础到核心编程，再到系统级开发、安全认证，最后到项目实战，层层递进

2. 紧跟官方体系：参考Wind River官方认证的知识体系和学习路径

3. 安全关键突出：针对VxWorks在航空航天/工业安全领域的应用，设置专门的安全认证专题

4. 项目实战导向：设置工业控制和航空航天项目实战专题，培养综合开发能力

5. 认证考试对接：提供VxWorks开发工程师认证辅导

6. 软硬件结合：既包含应用开发，又涵盖BSP、驱动等底层系统开发

学员可根据自身技术基础、岗位需求和职业发展目标，选择最适合的专题组合进行学习。建议初学者从第一层次开始循序渐进，有基础的专业人员可直接选择与工作相关的专题进阶。