基于μC/OS-II實(shí)時(shí)系統的CAN總線(xiàn)遠程通信模塊設計

圖3 基于緩沖隊列的CAN通信過(guò)程

　　基于緩沖隊列支持下的CAN通信任務(wù)通信過(guò)程如圖3所示。

　　在該通信任務(wù)中，采用查詢(xún)方式發(fā)送，中斷方式接收，任何時(shí)候只要沒(méi)有關(guān)中斷，中斷任務(wù)的優(yōu)先級高于其他任何任務(wù)?？梢哉f(shuō)，該任務(wù)是“基于中斷響應”的。這樣處理的好處是能夠最大的保證了通信的實(shí)時(shí)性，同時(shí)也使得系統資源的利用率大大提高(相比于收發(fā)都采用查詢(xún)的方式)。任務(wù)間的通信和同步通過(guò)郵箱和信號量機制進(jìn)行。

　　當用戶(hù)應用程序(或任務(wù))要求進(jìn)行遠程CAN通信的時(shí)候，應用程序(或任務(wù))先要獲得BufTxSem并向發(fā)送緩沖區BufTx裝入報文，寫(xiě)入緩沖區結束后釋放信號量BufTxSem，通過(guò)郵箱通知CAN通信任務(wù)處理報文并完成報文的發(fā)送。

　　當總線(xiàn)發(fā)來(lái)報文時(shí)，接受節點(diǎn)的CAN控制器會(huì )產(chǎn)生一個(gè)接收中斷，當前運行任務(wù)被掛起，CAN通信任務(wù)被激活并搶占運行，獲取信號量BufRxSem，然后從總線(xiàn)上讀取報文并寫(xiě)入緩沖區 ，寫(xiě)入結束后釋放信號量BufRxSem，并通過(guò)郵箱通知相應的用戶(hù)應用程序(或任務(wù));應用程序(或任務(wù))通過(guò)獲得信號量BufRxSem從緩沖區內讀取相應的報文信息。

　　(3) μC/OS-II的中斷任務(wù)的處理

　　在μC/OS-II中，中斷服務(wù)程序一般用匯編語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)。以下是中斷服務(wù)程序的示意代碼：

　　Void UserISR( void ) {

　　保存全部CPU寄存器;

　　調用OSIntEnter或OSIntNesting直接加1;

　　執行用戶(hù)代碼做中斷服務(wù);

　　調用OSIntExit;

　　恢復所有CPU寄存器;

　　執行中斷返回指令;

　　}

　　μC/OS-II提供了兩個(gè)ISR與內核的接口函數：OSIntEnter和OSIntExit。OSIntEnter通知內核中斷服務(wù)程序開(kāi)始運行了，并把一個(gè)全局變量OSIntNesting加1。此中斷嵌套計數器可以確保所有中斷處理完成后再作任務(wù)調度。另一個(gè)接口函數OSIntExit則通知內核，中斷服務(wù)已結束。根據相應情況，返回被中斷點(diǎn)(可能是一個(gè)任務(wù)或者被嵌套的中斷服務(wù)程序)或由內核作任務(wù)調度。

　　用戶(hù)編寫(xiě)的ISR必須被安裝到某一位置，以便中斷發(fā)生后，CPU根據相應的中斷向量運行準確的服務(wù)程序。許多實(shí)時(shí)操作系統都提供了安裝、卸載中斷服務(wù)程序的API接口函數，有些成熟的RTOS甚至對中斷控制器的管理都有相應的API函數。但 μC/OS-II內核沒(méi)有提供類(lèi)似的接口函數，需要用戶(hù)在對應的CPU移植中自己實(shí)現。在DSP2407中，我們可以在設計中斷向量表的時(shí)候把用戶(hù)的中斷入口寫(xiě)好，這樣一旦CAN通信接受中斷發(fā)生時(shí)，DSP2407就能自動(dòng)從中斷向量表里讀取相應的程序入口，進(jìn)而跳轉執行用戶(hù)的ISR程序。

　　結束語(yǔ)

　　基于RTOS平臺上開(kāi)發(fā)用戶(hù)的應用程序，便于在實(shí)時(shí)操作系統內核下實(shí)現多任務(wù)處理，可以大大縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，進(jìn)一步提高應用程序的可移植性和可維護性?；诒疚脑黹_(kāi)發(fā)的應用于集散式數據采集系統的CAN總線(xiàn)遠程通信構件具有良好的可擴充性和移植性，對各種實(shí)際現場(chǎng)情況能夠進(jìn)行靈活的配置和設定，真正實(shí)現了通信模塊驅動(dòng)程序的封裝。