uC/OS-II在凌陽(yáng)單片機SPCE061A上的移植
加入技術(shù)交流群
目前，實(shí)時(shí)操作系統已廣泛應用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。uC/OS-II作為一個(gè)實(shí)時(shí)內核，由于其源碼公開(kāi)、代碼規范，廣受開(kāi)發(fā)人員的喜愛(ài)。SPCE061A是凌陽(yáng)公司繼u’nSPTM系列產(chǎn)品SPCE500A等之后新推出的一款16位單片機，內部集成A/D、D/A等多種接口電路，能很方便地嵌入工業(yè)控制的各種場(chǎng)合。更重要的是，其內嵌2K字的SRAM和32K的Flash ROM，因此，在不需要擴展外部存儲器的情況下就可以實(shí)現uC/OS-II系統的移植。
1 uC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統介紹
uC/OS-II是一種專(zhuān)門(mén)為微控制器設計的搶占式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統，它以源代碼的形式給出。其內核主要提供進(jìn)程管理、時(shí)間管理、內存管理等服務(wù)。系統最多支持56個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)均有一個(gè)獨有的優(yōu)先級。由于其內核為搶先式，所以總是處于運行態(tài)最高優(yōu)先級的任務(wù)占用CPU。系統提供了豐富的API函數，實(shí)現進(jìn)程之間的通信以及進(jìn)程狀態(tài)的轉化。
2 uC/OS-II系統結構分析與移植
uC/OS-II的軟件體系結構如圖1所示。從圖1中可以看到，如果要使用uC/OS-II, 必須為其編寫(xiě)OS_CPU.H、OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM三個(gè)文件。這三個(gè)文件是與芯片的硬件特性有關(guān)的，它們主要提供任務(wù)切換與系統時(shí)鐘的功能。其它文件用C寫(xiě)成，它們?yōu)橄到y提供任務(wù)管理、任務(wù)之間通信、時(shí)間管理以及內存管理等功能。
 |
?、?將CPU系統堆棧的數據全部拷貝到當前任務(wù)的任務(wù)堆棧中；
?、?得到下一個(gè)處于運行態(tài)優(yōu)先級最高的任務(wù)的任務(wù)堆棧的指針；
?、?恢復下一個(gè)任務(wù)的CPU寄存器的值；
?、?恢復下一個(gè)任務(wù)的系統堆棧中的數據；
?、?通過(guò)中斷返回指令或函數返回指令，間接修改PC寄存器的值來(lái)進(jìn)行任務(wù)切換。
在為uCOS-II編寫(xiě)任務(wù)切換代碼時(shí)需要注意的是：uCOS-II在每次發(fā)生中斷后都會(huì )產(chǎn)生任務(wù)調度，但在中斷結束后進(jìn)行的任務(wù)切換，不能調用普通任務(wù)切換函數，這是因為在中斷過(guò)程中往往伴隨將CPU的狀態(tài)寄存器壓棧操作。以凌陽(yáng)單片機為例，在中斷后，芯片將PC和SR寄存器的值壓入堆棧，因此，在中斷結束后進(jìn)行的任務(wù)切換中必須對堆棧指針進(jìn)行調整。
在系統移植過(guò)程中另一個(gè)較為重要的部分是系統時(shí)鐘。uCOS-II要求系統能產(chǎn)生10~100Hz的時(shí)鐘節拍。該時(shí)鐘節拍由硬件定時(shí)器產(chǎn)生。仍以凌陽(yáng)單片機為例，可選用時(shí)基信號TMB2產(chǎn)生128Hz中斷，作為系統時(shí)鐘節拍的產(chǎn)生源。系統時(shí)鐘中斷服務(wù)子程序用匯編語(yǔ)言寫(xiě)成，由于其主要功能在用C編寫(xiě)的子函數中實(shí)現，因此，編寫(xiě)該服務(wù)子程序的難度不大。
評論