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基于μC/OS-II設計整車(chē)控制器系統技術(shù)
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時(shí)間：2010-06-17
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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(2)OSCtxSw()
當從低優(yōu)先級的任務(wù)切換到較高優(yōu)先級的任務(wù)時(shí)，調用任務(wù)切換函數OSCtxSw()保存處理器的內容和任務(wù)指針到當前任務(wù)的任務(wù)堆棧，然后執行用戶(hù)調用函數OSTaskSwHook()，最后從要執行任務(wù)的任務(wù)堆棧里恢復寄存器和堆棧中的內容，執行中斷返回指令開(kāi)始運行新的任務(wù)。
(3)OSIntCtxSw()
當需要在中斷發(fā)生后切換到更高優(yōu)先級的任務(wù)時(shí)，調用中斷級任務(wù)切換函數OSIntCtxSw()，然后執行用戶(hù)調用函數OSTaskSwHook()。因為該函數是在中斷程序中被調用，所以不需要保存中斷任務(wù)的寄存器；中斷子程序在調用函數OSInExit()時(shí)，將返回地址壓入堆棧，在這里不需要再返回，所以必須從堆棧中清理掉返回地址。
(4)OSTickISR()
OSTickISR()是μC／OS-II中的時(shí)鐘節拍中斷服務(wù)程序。在每個(gè)時(shí)鐘節拍調用該函數，給每個(gè)處于延時(shí)的任務(wù)延時(shí)減1，并檢查所有處于延時(shí)狀態(tài)的任務(wù)是否延時(shí)結束成為就緒任務(wù)。然后調用OSIntExit()，如果有優(yōu)先級更高的任務(wù)就緒，OSIntExit()就會(huì )進(jìn)行任務(wù)調度。OSIntExit()并不返回調用者，而是用新的任務(wù)堆棧中的內容來(lái)恢復CPU現場(chǎng)，由中斷返回執行新的任務(wù)。
3.2.4OS_CPU_C.C
用戶(hù)需要編寫(xiě)6個(gè)C語(yǔ)言函數OSTaskStkInit()、OSTaskCreateHook()、OSTaskDelHook()、OSTaskSwHook()、OSTaskSatHook()、OSTimeTickHook()。其中，唯一必要的是OSTaskStkInit()，其他5個(gè)必須聲明，但可以不包含代碼。
OSTaskStkInit()由任務(wù)創(chuàng )建函數OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()調用，在建立每個(gè)任務(wù)的時(shí)候初始化任務(wù)堆棧。開(kāi)始運行這個(gè)任務(wù)就是模擬中斷返回，把初始化后堆棧中保存的值恢復到各個(gè)寄存器。初始化任務(wù)堆棧時(shí)，要傳遞任務(wù)代碼起始指針(Ptask)、參數指針(Pdata)、任務(wù)堆棧棧頂指針。任務(wù)堆棧初始化完成后，返回一個(gè)新的堆棧棧頂指針，OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()將它保存到OSTCB中。
在OS_CPU_C.C文件中可以創(chuàng )建5個(gè)鉤子函數，使用的前提是配置文件中常量OS_CPU_HOOKS_EN使能。
至此，μC／OS-II操作系統的移植基本完成。
4 整車(chē)控制器軟件多任務(wù)設計
整車(chē)控制器軟件設計以實(shí)時(shí)操作系統作為開(kāi)發(fā)平臺，將應用程序分解成多任務(wù)，簡(jiǎn)化了系統軟件的設計，保證了整車(chē)控制系統的實(shí)時(shí)性，提高了系統的穩定性與可靠性。整個(gè)系統的主程序流程如圖3所示。
4.1 定時(shí)器模塊
定時(shí)器的主要功能是為軟件程序提供基準時(shí)鐘。本應用選擇T5作為時(shí)鐘基準，在初始化函數void GPT_vInit()中完成模塊寄存器配置；中斷服務(wù)程序設置為OSTicklSR()，中斷向量為0x25。通過(guò)建立時(shí)鐘任務(wù)函數Timer_Int()，調用時(shí)鐘節拍函數OSTimeTick()，實(shí)現定時(shí)器與系統時(shí)鐘的連接。系統時(shí)鐘節拍編程為1 ms，可以減少中斷服務(wù)時(shí)間，提高實(shí)時(shí)性。
4.2 CAN通信模塊
CAN通信模塊功能是實(shí)現整車(chē)控制器與其他節點(diǎn)間的信息傳輸。周期性傳輸，傳輸周期為20 ms，通信速率為250 kbps，中斷調用CAN通信服務(wù)程序。
創(chuàng )建CAN通信模塊任務(wù)CAN_Trans，任務(wù)優(yōu)先級3：
4.3 A／D模塊
A／D模塊功能是完成讀取蓄電池電壓、加速踏板傳感器和節氣門(mén)位置傳感器信號，并進(jìn)行模數轉換，被其他函數調用。
創(chuàng )建A／D轉換模塊任務(wù)ADC_Cony，任務(wù)優(yōu)先級4：
4.4 整車(chē)控制主程序模塊
在混合動(dòng)力汽車(chē)系統各模塊自檢成功后，整車(chē)控制器要求啟動(dòng)電池，進(jìn)入正常EV工作模式。然后通過(guò)判斷檔位，鑰匙開(kāi)關(guān)和油門(mén)踏板等信息，進(jìn)入不同的處理模塊?？刂撇呗园ㄕ?chē)控制策略和能量流管理策略，實(shí)現基于扭矩算法的控制輸出。
創(chuàng )建整車(chē)控制主程序任務(wù)Drive_Ctr，優(yōu)先級9：
OSTaskCreate(Drive_Ctr，(void*)Drive_Ctr[OS_TASK_STK]，9)
這里限于篇幅不再介紹其他模塊，大體過(guò)程相似。
結語(yǔ)
隨著(zhù)汽車(chē)整車(chē)技術(shù)的不斷發(fā)展和法規日益嚴格的要求，汽車(chē)電子系統會(huì )變得越來(lái)越復雜，采用操作系統來(lái)實(shí)現對復雜任務(wù)的管理和協(xié)調，將成為不可避免的趨勢。
本文通過(guò)混合動(dòng)力整車(chē)控制器的軟硬件設計，詳細說(shuō)明了μC／OS-II系統移植過(guò)程，優(yōu)化了系統軟件設計，充分滿(mǎn)足了系統的需求。經(jīng)實(shí)車(chē)試驗測試取得了很好的效果。
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