MSP430單片機上使用M430/OS對系統的意義解析方案
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引 言
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/171227.htm一般的觀(guān)點(diǎn)認為，MSP430上使用RTOS是沒(méi)有意義的這是可以理解的。因為MSP430的硬件資源有限(以MSP430F149為例，只有2KB RAM),任何商業(yè)操作系統都不可能移植到MSP430上。目前在MSP430上得到應用的RTOS，只有μC/OS-II，但使用μC/OS-II 必須有昂貴的C編譯器，這嚴重地限制了其在MSP430上的使用。
正是基于以上情況，筆者在應用MSP430過(guò)程中，編寫(xiě)了一個(gè)基于MSP430F149的RTOS，暫定名為M430/OS。它占用RAM量少、代碼短小，稍加改動(dòng)就可適用于大多數其它MSP430單片機。
在MSP430單片機系統上使用M430/OS，對系統有以下意義：
① 實(shí)現軟件設計的模塊化?？蓪⒉煌墓δ苣K編制成相應的任務(wù)，由操作系統按級別調用，不必為先執行哪個(gè)功能、后執行哪個(gè)功能而費神。
② 能更合理、有效地利用CPU有限的資源。按任務(wù)的重要程度安排任務(wù)的級別，能夠保證最重要的任務(wù)得以最及時(shí)執行。
③ 大大降低系統故障率。低優(yōu)先級的任務(wù)發(fā)生阻塞時(shí)，高優(yōu)先級任務(wù)的執行不受影響。
2 M430/OS在MSP430F149上的實(shí)現
2.1 M430/OS功能特點(diǎn)
M430/OS有以下特點(diǎn)：
① 采用占先式內核，即高優(yōu)先級的任務(wù)可以從低優(yōu)先級任務(wù)“搶”回CPU控制權;
② 每個(gè)任務(wù)都單獨開(kāi)辟一個(gè)任務(wù)棧;
③ 每個(gè)任務(wù)占十幾到幾百字節的任務(wù)堆棧，任務(wù)棧的大小可以根據任務(wù)中現場(chǎng)數據、局部變量和嵌套調用的情況估算;
④ 每個(gè)任務(wù)各分配一個(gè)優(yōu)先級,不支持兩個(gè)任務(wù)有相同的優(yōu)先級;
⑤ 不支持信號量、郵箱功能;
⑥ 任務(wù)狀態(tài)只有三種：運行(executing)、就緒(ready)、掛起(suspended);
⑦ 系統占用RAM量=((任務(wù)個(gè)數+1)×4)+6字節，不包括任務(wù)堆棧;
⑧ 代碼量少，目前版本的代碼共有86行匯編代碼，256字節目標代碼;
⑨ 理論上最多支持126個(gè)任務(wù);
⑩ 任務(wù)鎖定功能：在一段低優(yōu)先級的代碼中，不想讓操作系統把CPU權切換到別的任務(wù)，這時(shí)可以把這代碼鎖定，在運行這段代碼時(shí)，就不會(huì )引起任務(wù)切換;
任務(wù)喚醒功能：在一個(gè)任務(wù)中產(chǎn)生一個(gè)的事件來(lái)觸發(fā)其它任務(wù)運行(如果被觸發(fā)的任務(wù)優(yōu)先級高的話(huà)，就會(huì )馬上運行)。
2.2 系統函數介紹
① OS_Init：多任務(wù)初始化，進(jìn)行任務(wù)棧(任務(wù)棧的結構見(jiàn)圖1)、任務(wù)延時(shí)計數、任務(wù)狀態(tài)的初始化。初始化完成后，系統直接切換到最高優(yōu)先級的任務(wù)，多任務(wù)系統啟動(dòng)。
② OS_Time_Dly：把當前任務(wù)掛起一段指定時(shí)間讓其它任務(wù)運行。
③ OS_Sched：任務(wù)調度，它先把每個(gè)任務(wù)的延時(shí)數減1，然后再找出最高優(yōu)先級的就緒任務(wù)，并切換到這個(gè)就緒任務(wù)。如果無(wú)就緒任務(wù)，就切換到空閑任務(wù)。
④ OS_Free_Task：空閑任務(wù)，是一個(gè)很重要的系統任務(wù)，當所有任務(wù)都掛起時(shí)，運行此任務(wù)。它主要是對一個(gè)計數器Free_Count一直進(jìn)行累加，用戶(hù)可以根據這個(gè)計數器計算出CPU的利用率。
⑤ OS_Task_Lock：鎖定任務(wù)調度，禁止任務(wù)調度。主要用來(lái)鎖定在低優(yōu)先級中的一些可重入的代碼或一些重要代碼。
⑥ OS_Task_Unlock：解鎖任務(wù)調度，和上面的子程序功能相反。
⑦ OS_Task_Wakeup：?jiǎn)拘阎付▋?yōu)先級的任務(wù)，并產(chǎn)生一次任務(wù)調度，如果被喚醒任務(wù)的優(yōu)先級比當前運行的任務(wù)的優(yōu)先級高，任務(wù)就會(huì )切換到被喚醒的任務(wù)中，否則等待下一個(gè)調度時(shí)機。
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