當(dāng)前位置:首頁 > 嵌入式 > 嵌入式硬件
[導(dǎo)讀]摘要:以凌陽單片機(jī)為例詳細(xì)介紹μC/OS-II的移植方法;重點(diǎn)講解在系統(tǒng)移植過程中一些難以理解的概念,并首次實(shí)現(xiàn)了μC/OS-II在凌陽SPCE061A單片機(jī)上的移植。 關(guān)鍵詞:&

摘要:以凌陽單片機(jī)為例詳細(xì)介紹μC/OS-II的移植方法;重點(diǎn)講解在系統(tǒng)移植過程中一些難以理解的概念,并首次實(shí)現(xiàn)了μC/OS-II在凌陽SPCE061A單片機(jī)上的移植。 關(guān)鍵詞:μC/OS-II 凌陽單片機(jī) 嵌入式系統(tǒng)   目前,實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。μC/OS-II作為一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核,由于其源碼公開、代碼規(guī)范,廣受開發(fā)人員的喜愛。SPCE061A是凌陽公司繼μ’nSPTM系列產(chǎn)品SPCE500A等之后新推出的一款16位單片機(jī),內(nèi)部集成A/D、D/A等多種接口電路,能很方便地嵌入工業(yè)控制的各種場(chǎng)合。更重要的是,其內(nèi)嵌2K字的SRAM和32K的Flash ROM,因此,在不需要擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器的情況下就可以實(shí)現(xiàn)μC/OS-II系統(tǒng)的移植。 1 μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)介紹   μC/OS-II是一種專門為微控制器設(shè)計(jì)的搶占式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng),它以源代碼的形式給出。其內(nèi)核主要提供進(jìn)程管理、時(shí)間管理、內(nèi)存管理等服務(wù)。系統(tǒng)最多支持56個(gè)任務(wù),每個(gè)任務(wù)均有一個(gè)獨(dú)有的優(yōu)先級(jí)。由于其內(nèi)核為搶先式,所以總是處于運(yùn)行態(tài)最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)占用CPU。系統(tǒng)提供了豐富的API函數(shù),實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的通信以及進(jìn)程狀態(tài)的轉(zhuǎn)化。 2 μC/OS-II系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析與移植   μC/OS-II的軟件體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖1中可以看到,如果要使用μC/OS-II, 必須為其編寫OS_CPU.H、OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM三個(gè)文件。這三個(gè)文件是與芯片的硬件特性有關(guān)的,它們主要提供任務(wù)切換與系統(tǒng)時(shí)鐘的功能。其它文件用C寫成,它們?yōu)橄到y(tǒng)提供任務(wù)管理、任務(wù)之間通信、時(shí)間管理以及內(nèi)存管理等功能。

  眾所周知,μC/OS-II是一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)。既然是多任務(wù),就需要解決任務(wù)切換的問題。任務(wù)切換是在進(jìn)行系統(tǒng)移植過程需要解決的最主要的問題。由于任務(wù)切換涉及到對(duì)芯片寄存器的操作,所以它主要用匯編語言寫成,因此,對(duì)于不同的單片機(jī),其任務(wù)切換的代碼是不同的;但是只要理解其原理,就能舉一反三,以不變應(yīng)萬變。下文將重點(diǎn)講解任務(wù)切換的原理。多任務(wù)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)每個(gè)任務(wù)好像獨(dú)立占用CPU一樣,因此系統(tǒng)必須為每個(gè)任務(wù)開辟一塊內(nèi)存空間作為該任務(wù)的任務(wù)堆棧。該堆棧的作用是保存任務(wù)被切換前時(shí)CPU各寄存器的值以及系統(tǒng)堆棧的數(shù)據(jù)。根據(jù)以上討論,可總結(jié)出在進(jìn)行任務(wù)切換時(shí)需要完成的工作,主要步驟如下:   ① 將當(dāng)前任務(wù)CPU所有的寄存器壓棧;  ?、?將CPU系統(tǒng)堆棧的數(shù)據(jù)全部拷貝到當(dāng)前任務(wù)的任務(wù)堆棧中;  ?、? 得到下一個(gè)處于運(yùn)行態(tài)優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)的任務(wù)堆棧的指針;   ④ 恢復(fù)下一個(gè)任務(wù)的CPU寄存器的值;  ?、?恢復(fù)下一個(gè)任務(wù)的系統(tǒng)堆棧中的數(shù)據(jù);   ⑥ 通過中斷返回指令或函數(shù)返回指令,間接修改PC寄存器的值來進(jìn)行任務(wù)切換。   在為μCOS-II編寫任務(wù)切換代碼時(shí)需要注意的是:μCOS-II在每次發(fā)生中斷后都會(huì)產(chǎn)生任務(wù)調(diào)度,但在中斷結(jié)束后進(jìn)行的任務(wù)切換,不能調(diào)用普通任務(wù)切換函數(shù),這是因?yàn)樵谥袛噙^程中往往伴隨將CPU的狀態(tài)寄存器壓棧操作。以凌陽單片機(jī)為例,在中斷后,芯片將PC和SR寄存器的值壓入堆棧,因此,在中斷結(jié)束后進(jìn)行的任務(wù)切換中必須對(duì)堆棧指針進(jìn)行調(diào)整。   在系統(tǒng)移植過程中另一個(gè)較為重要的部分是系統(tǒng)時(shí)鐘。μCOS-II要求系統(tǒng)能產(chǎn)生10"100Hz的時(shí)鐘節(jié)拍。該時(shí)鐘節(jié)拍由硬件定時(shí)器產(chǎn)生。仍以凌陽單片機(jī)為例,可選用時(shí)基信號(hào)TMB2產(chǎn)生128Hz中斷,作為系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍的產(chǎn)生源。系統(tǒng)時(shí)鐘中斷服務(wù)子程序用匯編語言寫成,由于其主要功能在用C編寫的子函數(shù)中實(shí)現(xiàn),因此,編寫該服務(wù)子程序的難度不大。 3 μC/OS-II BSP代碼的編寫   BSP(板級(jí)支持包)是介于底層硬件和操作系統(tǒng)之間的軟件層,它對(duì)底層硬件進(jìn)行封裝,使得操作系統(tǒng)不再面對(duì)具體的硬件。我們以凌陽SPACE061A 單片機(jī)為例介紹BSP代碼的編寫。 3.1 任務(wù)切換   凌陽SPACE061A單片機(jī)有R1"R5 五個(gè)通用寄存器,還有1個(gè)SR(CPU狀態(tài)寄存器),再加上PC,總共有7個(gè)CPU內(nèi)部寄存器在任務(wù)切換時(shí)需要保存。μCOS-II系統(tǒng)調(diào)用 OSCtxSw( )來實(shí)現(xiàn)任務(wù)的切換,下面給出其部分代碼: _OSCtxSw: PUSHALL // 將所有寄存器壓棧 OSIntCtxSw_in: // 求出系統(tǒng)堆棧的長(zhǎng)度 ,并將其存入R2 R1=SP R2=OSStkStart R1+=1 R2=R2-R1 R1=[_OSTCBCμγ]// R1≤OSTCBStkPtr, R1 為任 //務(wù)堆棧的頭指針 R1=[R1] // 首先將系統(tǒng)堆棧長(zhǎng)度保存在任 //務(wù)堆棧中 [R1]=R2 R3=OSStkStart // 得到堆棧的起始地址 // 保存系統(tǒng)堆棧到任務(wù)堆棧 save_stack: R3-=1 R1+=1 R4=[R3] [R1]=R4 R2-=1 JNZ save_stack CALL _OSTaskSwHook R1=[_OSTCBHighRdy] [_OSTCBCur]=R1 R1=[_OSPrioHighRdy] [_OSPrioCur]=R1 JMP OSCtxSw_in 3.2 μCOS-II系統(tǒng)時(shí)鐘   以凌陽SPCE061A單片機(jī)的TMB2時(shí)基信號(hào)作為系統(tǒng)時(shí)鐘,每經(jīng)歷一個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍的時(shí)間將產(chǎn)生一次中斷,在中斷服務(wù)子程序中會(huì)調(diào)用 OSTickISR()函數(shù),匯編代碼如下: _OSTickISR: PUSHALL R1=0x0001 test R1,[P_INT_Ctrl] JZ OUT R1=0x0001 [P_INT_Clear]=R1 CALL _OSIntEnter CALL _OSTimeTick CALL _OSIntExit OUT: R1=0x0001 [P_INT_Clear]=R1 POPALL RETI 結(jié) 語   RTOS是當(dāng)今嵌入式應(yīng)用的熱點(diǎn)。應(yīng)用RTOS,可以提高產(chǎn)品的可靠性,降低研發(fā)周期。μCOS-II具有很好的實(shí)時(shí)性和很小的代碼量,因此掌握 μCOS-II的移植方法是相當(dāng)重要的。本文移植修改的源代碼請(qǐng)參見本刊網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充版(http://www.dpj.com.cn)。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉