當前位置:首頁 > 嵌入式 > 嵌入式硬件
[導讀]μC/OS-II操作系統(tǒng)是一種搶占式多任務、單內存空間、微小內核的嵌入式操作系統(tǒng),具有高效緊湊的特點。它執(zhí)行效率高,占用空間小,可移植性強,實時性能良好且可擴展性強。

μC/OS-II操作系統(tǒng)是一種搶占式多任務、單內存空間、微小內核的嵌入式操作系統(tǒng),具有高效緊湊的特點。它執(zhí)行效率高,占用空間小,可移植性強,實時性能良好且可擴展性強。采用μC/OS-II實時操作系統(tǒng),可以有效地對任務進行調度;對各任務賦予不同的優(yōu)先級可以保證任務及時響應;采用實時操作系統(tǒng),降低了程序的復雜度,方便程序的開發(fā)和維護。下面就隨嵌入式小編一起來了解一下相關內容吧。

μC/OS-II操作系統(tǒng)是一種搶占式多任務、單內存空間、微小內核的嵌入式操作系統(tǒng),具有高效緊湊的特點。它執(zhí)行效率高,占用空間小,可移植性強,實時性能良好且可擴展性強。采用μC/OS-II實時操作系統(tǒng),可以有效地對任務進行調度;對各任務賦予不同的優(yōu)先級可以保證任務及時響應;采用實時操作系統(tǒng),降低了程序的復雜度,方便程序的開發(fā)和維護。 μC/OS-11非常適合應用在一些小型的嵌入式產品應用場合,在家用電器、機器人、工業(yè)控制、航空航天、軍事科技等領域有著廣泛的應用。

單片機、ARM、FPGA與μC/OS-II操作系統(tǒng)相結合,實現(xiàn)一些具體功能,是目前嵌入式應用中比較常見的。在這些應用中,基礎性的工作就是操作系統(tǒng)的移植。本文選取使用較多的51單片機、LPC2210、NiosII三種處理器進行介紹。

1 μC/OS-II操作系統(tǒng)移植條件

μC/OS-II操作系統(tǒng)的大部分源代碼都是用C語言書寫的,但仍需使用匯編語言來完成一些和處理器相關的操作,例如讀寫處理器、寄存器時只能使用匯編語言來實現(xiàn)。因此,將μC/OS-II操作系統(tǒng)移植到目標處理器上,需要從硬件和軟件兩方面來考慮。

硬件方面,目標處理器需滿足以下條件:

①處理器的C編譯器能產生可重入代碼;

②用C語言可以開/關中斷;

③處理器支持中斷,并且能夠產生定時中斷(通常在10~1 000 Hz之間);

④處理器能夠支持容納一定量數據的硬件堆棧;

⑤處理器有將堆棧指針和其他寄存器讀出和存儲到堆棧或內存中的指令。

軟件方面,主要關注的是一些與處理器相關的代碼移植,其分布在OS_CPU.H、OS_CPU_C.C和OS_CPU_A.ASM這3個不同的文件中。

2 目標處理器硬件支持

51單片機、LPC2210、NiosII三種處理器在硬件方面均能滿足μC/OS-II操作系統(tǒng)的移植要求。

51單片機:選擇Keil公司的集成開發(fā)環(huán)境作為開發(fā)工具,因為該集成開發(fā)環(huán)境的C51編譯器能產生可重入型代碼,且用C語言就可以開/關中斷。同時具有一定數量的堆棧和操作相關寄存器的指令。

LPC2210:采用ARM7微控制器可以滿足上述②、④、⑤,而ADS1.2的C編譯器可以滿足①、③的要求。

NiosII處理器:Nios處理器可以配置成最多支持64個中斷,包括外部硬件中斷、內部中斷以及TRAP(調試中斷)。Nios II處理器可以配置使用32位內部定時器,通過用軟件控制寫入幾個控制寄存器的內容來獲得定時工作,與一般的定時器工作原理相同,可以產生定時中斷。 Nios處理器可以外接存儲器。以使用的DE2開發(fā)板為例,外接512 KB SRAM資源,可提供足夠的數據硬件堆棧。NioslI 8.0 IDE采用GNU編譯器,支持C/C++的編譯、鏈接產生重入代碼,允許在C語言中嵌入匯編語言。

3 軟件移植過程

3.1 OS_CPU.H的實現(xiàn)

OS_CPU.H文件包括了用#define語言定義的與處理器相關的常數、宏以及數據類型。

在上述三種處理器采用的不同編譯器中,數據類型的定義是相同的,在此不做具體介紹。

在OS_CPU.H中定義與處理器相關的宏,主要是進入臨界區(qū)的OS_ENTER_CRITICAL()和退出臨界區(qū)的OS_EXIT_CRITICAL()。

在Keil編譯器中,EA是總中斷。

#define OS_ENTER_CRITICAL() EA=0;//關中斷

#define OS_EXIT_CRITICAL() EA=1;//開中斷

在ADS編譯器中定義為軟件中斷函數,并編寫軟件中斷處理代碼實現(xiàn)開/關中斷。

_swi(0x00)viod OS_TASK_SW(viod);//任務級任務切換函數

_swi(0x00)viod OS_ENTER_CRITICAL(viod);//關中斷

_swi(0x00)viod OS_EXIT_CRITICAL(viod); //開中斷

在NiosII 8.0 IDE編譯器中:

#define OS_ENTER_CRITICAL() asm(“PFX 8n WRCTL%g0;”) //關中斷

#define OS_EXIT_CRITICAL() asm(“PFX 9n WRC TL%g 0;”) //開中斷

堆棧的增長方向通過設置OS_STK_GROWTH為0或者1來確定。51單片機中只能設置為0,表示堆棧是從下往上增長的。LPC2210中則可以設置成0或者1。NiosII中則只能設置成1,表示堆棧是從上往下增長的。

3.2 OS_CPU_C.C的實現(xiàn)

OS_CPU_C.C中,主要應改寫堆棧初始化函數OS-TaskStkIint()。必須根據移植時統(tǒng)一定義的任務堆棧結構進行初始化,其他9個鉤子函數只需說明即可。也可根據移植時用戶自己的需要,編寫相應的操作代碼。

以LPC2210為例,堆棧空間從高到低依次存放著PC,LR,R12,R11,…,R1,R0,CPSR,OsEnterSum。每個任務都有獨立的 OsEnterSum,在任務切換時保存和恢復各自的OsEnterSum值。各個任務開/關中斷的狀態(tài)可以不同,這樣實現(xiàn)了開/關中斷的嵌套。

 

關于51單片機和NiosII處理器的這部分移植,請參看參考文獻。

3.3 OS-CPU-A.S的實現(xiàn)

這部分需要對處理器的寄存器進行操作,所以必須用匯編語言編寫。μC/OS-II移植要求用戶編寫4個簡單的匯編語言函數:OSStartHighRdy()、OSCtxSw()、OS-IntCtxSw()、OSTickISR()。

OSStartHighRdy()的任務是進行任務調度和切換;OSCtxSw()的任務是強制CPU進行寄存器和程序計數器的切換;OSIntCtxSw()的任務是在中斷返回時進行任務切換;OSTickISR()是時鐘節(jié)拍中斷服務程序,用來實現(xiàn)時間的延遲和超時功能。

以OSStartHighRdy()任務調度和切換函數為例,介紹3種處理器移植代碼。

(1)51單片機

OSStartHighRdy:

 

[!--empirenews.page--]

 

 

結 語

51單片機、LPC2210,NiosII三種處理器在目前的嵌入式應用方面有著廣闊的市場前景。將μC/OSs-II操作系統(tǒng)移植到這三種以及其他處理器上,能夠更好地保證系統(tǒng)運行時的穩(wěn)定性和實時性,而且該操作系統(tǒng)代碼少,易于掌握和移植。

本文所介紹的μC/OS-II操作系統(tǒng)在3種處理器上的移植是筆者在實際學習過程中,進行的梳理和小結,對初學者有一定的參考價值。

本站聲明: 本文章由作者或相關機構授權發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內容真實性等。需要轉載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內容侵犯您的權益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或將催生出更大的獨角獸公司,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。

關鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數字化轉型技術解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關鍵字: AWS AN BSP 數字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術公司SODA.Auto推出其旗艦產品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認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1.5...

關鍵字: 汽車 人工智能 智能驅動 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)務能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務中斷的風險,如企業(yè)系統(tǒng)復雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務連續(xù)性,提升韌性,成...

關鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據媒體報道,騰訊和網易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數據產業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關鍵字: 華為 12nm EDA 半導體

8月28日消息,在2024中國國際大數據產業(yè)博覽會上,華為常務董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數字世界的話語權最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應對環(huán)境變化,經營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務引領增長 以科技創(chuàng)新為引領,提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數字經濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術學會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術創(chuàng)新聯(lián)...

關鍵字: 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年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關鍵字: BSP 信息技術
關閉
關閉