UC/OS 在TMS320C6711 DSP上的移植過程
引言 實時操作系統(tǒng)的使用,能夠簡化嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā),有效地確保穩(wěn)定性和可靠性,便于維護(hù)和二次開發(fā)。 μc/os-ii是一個基于搶占式的實時多任務(wù)內(nèi)核,可固化、可剪裁、具有高穩(wěn)定性和可靠性,除此以外,μc/os-ii的鮮明特點就是源碼公開,便于移植和維護(hù)。
在μc/os-ii官方的主頁上可以查找到一個比較全面的移植范例列表。但是,在實際的開發(fā)項目中,仍然沒有針對項目所采用芯片或開發(fā)工具的合適版本。那么,不妨自己根據(jù)需要進(jìn)行移植。 本文則以在tms320c6711 dsp上的移植過程為例,分析了μc/os-ii在嵌入式開發(fā)平臺上進(jìn)行移植的一般方法和技巧。 μc/os-ii移植的基本步驟 在選定了系統(tǒng)平臺和開發(fā)工具之后,進(jìn)行μc/os-ii的移植工作,一般需要遵循以下的幾個步驟: ● 深入了解所采用的系統(tǒng)核心 ● 分析所采用的c語言開發(fā)工具的特點 ● 編寫移植代碼 ● 進(jìn)行移植的測試 ● 針對項目的開發(fā)平臺,封裝服務(wù)函數(shù) (類似80x86版本的pc.c和pc.h) 系統(tǒng)核心 無論項目所采用的系統(tǒng)核心是mcu、dsp、mpu,進(jìn)行μc/os-ii的移植時,所需要關(guān)注的細(xì)節(jié)都是相近的。 首先,是芯片的中斷處理機(jī)制,如何開啟、屏蔽中斷,可否保存前一次中斷狀態(tài)等。還有,芯片是否有軟中斷或是陷阱指令,又是如何觸發(fā)的。 此外,還需關(guān)注系統(tǒng)對于存儲器的使用機(jī)制,諸如內(nèi)存的地址空間,堆棧的增長方向,有無批量壓棧的指令等。 在本例中,使用的是tms320c6711 dsp。這是ti公司6000系列中的一款浮點型號,由于其時鐘頻率非常高,且采用了超常指令字(vliw)結(jié)構(gòu)、類risc指令集、多級流水等技術(shù),所以運算性能相當(dāng)強(qiáng)大,在通信設(shè)備、圖像處理、醫(yī)療儀器等方面都有著廣泛的應(yīng)用。 在c6711 中,中斷有3種類型,即復(fù)位、不可屏蔽中斷(nmi)和可屏蔽中斷(int4-int15)??善帘沃袛嘤蒫sr寄存器控制全局使能,此外也可用ier寄存器分別置位使能。而在c6711中并沒有軟中斷機(jī)制,所以μc/os-ii的任務(wù)切換需要編寫一個專門的函數(shù)實現(xiàn)。 此外,c6711也沒有專門的中斷返回指令、批量壓棧指令,所以相應(yīng)的任務(wù)切換代碼均需編程完成。由于采用了類risc核心,c6711的內(nèi)核結(jié)構(gòu)中,只有a0-a15和b0-b15這兩組32bit的通用寄存器。 c語言開發(fā)工具 無論所使用的系統(tǒng)核心是什么,c語言開發(fā)工具對于μc/os-ii是必不可少的。 最簡單的信息可以從開發(fā)工具的手冊中查找,比如:c語言各種數(shù)據(jù)類型分別編譯為多少字節(jié);是否支持嵌入式匯編,格式要求怎樣;是否支持“interrupt”非標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵字聲明的中斷函數(shù);是否支持匯編代碼列表(list)功能,等等。 上述的這樣一些特性,會給嵌入式的開發(fā)帶來很多便利。ti的c語言開發(fā)工具ccs for c6000就包含上述的所有功能。 而在此基礎(chǔ)上,可以進(jìn)一步地弄清開發(fā)工具的一些技術(shù)細(xì)節(jié),以便進(jìn)行之后真正的移植工作。 首先,開啟c編譯器的“匯編代碼列表(list)”功能,這樣編譯器就會為每個c語言源文件生成其對應(yīng)的匯編代碼文件。 在ccs開發(fā)環(huán)境中的方法是:在菜單“/project/build options”的“feedback”欄中選擇“interlisting:opt/c and asm(-s)”;或者,也可以直接在ccs的c編譯命令行中加上“-s”參數(shù)。 然后分別編寫幾個簡單的函數(shù)進(jìn)行編譯,比較c源代碼和編譯生成的匯編代碼。例如: void func_temp (void)
{
func_tmp2(); //調(diào)用任一個函數(shù)
} 在ccs中編譯后生成的asm代碼為: .asg b15, sp // 宏定義 _func_temp: stw b3,*sp--(8) // 入棧 nop 2 call _ func_tmp2 //----------- mvkl back, b3 // 函數(shù)調(diào)用 mvkh back, b3 //----------- nop 3 back: ldw *++sp(8),b3 // 出棧 nop 4 ret b3 // 函數(shù)返回 nop 5 由此可見,在ccs編譯器的規(guī)則中,b15寄存器被用作堆棧指針,使用通用存取指令進(jìn)行棧操作,而且堆棧指針必須以8字節(jié)為單位改變。 此外,b3寄存器被用來保存函數(shù)調(diào)用時的返回地址,在函數(shù)執(zhí)行之前需要入棧保護(hù),直到函數(shù)返回前再出棧。 當(dāng)然,ccs的c編譯器對于每個通用寄存器都有約定的用途,但對于μc/os-ii的移植來說,了解以上信息就足夠了。 最后,再編寫一個用“interrupt”關(guān)鍵字聲明的函數(shù): interrupt void isr_temp (void)
{
int a; a=0;
} 生成的asm代碼為: _isr_temp: stw b4,*sp--(8) // 入棧 nop 2 <