嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的移植實例
摘要:隨著科技的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛,為了進行射頻功率校準系統(tǒng)的嵌入式軟件開發(fā),需要將嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS -Ⅱ移植到sharp lh79520微處理器上。分析了嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的代碼結(jié)構(gòu),接著,對目前流行的嵌入式微處理器sharp lh795 20的特點進行了說明,詳細介紹了μC/OS-Ⅱ在sharp lh79520處理器上的移植過程,特別對OS_CPU_A.ASM文件的修改給出了詳細的移植代碼,最后對移植的代碼進行了嚴格的測試,結(jié)果表明移植后的μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)內(nèi)核運行穩(wěn)定可靠,驗證了移植的成功。
關(guān)鍵詞:嵌入式操作系統(tǒng);μC/OS-Ⅱ;sharp lh79520;ARM7TDMI;移植
0 引言
在嵌入式操作系統(tǒng)領(lǐng)域,Jean J.Labrosse開發(fā)的μC/OS,由于開放源代碼和強大而穩(wěn)定的功能,在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域引起強烈反響。 μC/OS-Ⅱ開放源代碼的方式使其不但知其然,還知其所以然。通過對于系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的深入了解,能更加方便地進行開發(fā)和調(diào)試;并且在這種條件下,完全可以按照設(shè)計要求進行合理的裁減、擴充、配置和移植。自1992第1版問世以來,已有成千上萬的開發(fā)者把它成功地應(yīng)用于各種系統(tǒng),安全性和穩(wěn)定性已經(jīng)得到認證,現(xiàn)已經(jīng)通過美國FAA認證。
1 μC/OS-Ⅱ簡介
1.1 μC/OS-Ⅱ的特點
μC/OS-Ⅱ是一個完整、可移植、可固化、可裁剪的占先式實時多任務(wù)內(nèi)核。μC/OS-Ⅱ用ANSIC語言編寫,包含一小部分匯編語言代碼,使之可以供不同架構(gòu)的微處理器使用。μC/OS-Ⅱ可以管理64個任務(wù),具有信號量、互斥信號量、事件標志組、消息郵箱、消息隊列、任務(wù)管理、時間管理和內(nèi)存管理等系統(tǒng)功能。
μC/OS-Ⅱ可以大致分成核心、任務(wù)處理、時間處理、任務(wù)同步與通信,CPU的移植等5個部分。μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)內(nèi)核的主要工作就是對任務(wù)進行管理和調(diào)度。從應(yīng)用程序設(shè)計的角度來看,μC/OS-Ⅱ的任務(wù)就是一個線程,就是一個用來解決用戶問題的C語言函數(shù)和與之相關(guān)聯(lián)的一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的一個實體。
從任務(wù)的存儲結(jié)構(gòu)來看,μC/OS-Ⅱ的任務(wù)由3個部分構(gòu)成:任務(wù)程序代碼、任務(wù)堆棧和任務(wù)控制塊。其中,任務(wù)控制塊用來保存任務(wù)屬性;任務(wù)堆棧用來保存任務(wù)工作環(huán)境;任務(wù)程序代碼是任務(wù)的執(zhí)行部分。
1.2 μC/OS-Ⅱ的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖1說明了μC/OS-Ⅱ的軟硬件體系結(jié)構(gòu)。
應(yīng)用程序處于整個系統(tǒng)的頂層,每個任務(wù)都可以認為自己獨占了CPU,因而可以設(shè)計成為一個無限循環(huán)。μC/OS-Ⅱ處理器無關(guān)的代碼,μC/OS-Ⅱ的系統(tǒng)服務(wù),應(yīng)用程序可以使用這些API函數(shù)進行內(nèi)存管理、任務(wù)間通信以及創(chuàng)建、刪除任務(wù)等。
2 SHARP LH79520微處理器簡介
LH79520微處理器是夏普公司(SHARP)設(shè)計的32位ARM7TDMI RISC處理器核,具有低功耗、高性能的特點,主要功能描述如下:工作在77.414 4 MHz,帶8 kHz緩存的2.5 V的靜態(tài)ARM7TDMI CPU核;一個集成的SDRAM控制器和靜態(tài)存儲器控制器;DMA控制器;彩色LCD控制器(CLCDC);同步串行口(SSP);集成了3個通用異步收發(fā)器(UART);脈寬調(diào)制器(PWM),最高到16位的分辨率;矢量中斷控制器包含了對20個內(nèi)部和8個外部中斷源中斷請求的控制和應(yīng)用;看門狗定時器Watchdog Timer;提供最多86位的可編程輸入/輸出口(GPIO)。
3 μC/OS-Ⅱ的移植
由于μC/OS-Ⅱ是一個通用性的操作系統(tǒng),所以對于關(guān)鍵問題上的實現(xiàn),還是需要根據(jù)具體CPU的具體內(nèi)容和要求作相應(yīng)的移植。
基于ARM7TDMI的處理器LH79520完全滿足移植的要求,本文將μC/OS-Ⅱ移植到LH79520上,使用IAR EWARM作為編譯器,修改與處理器類型有關(guān)部分的代碼。
將μC/OS-Ⅱ移植到ARM處理器上,大部分的修改工作集中在3個和體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的文件中,這3個文件是OS_CPU_C.C,OS_CPU_C.h及OS_CPU_A.s,下面分別介紹這3個文件的移植過程。
3.1 修改OS_CPU.H文件
OS_CPU.H文件包括了用#define語句定義的、與處理器相關(guān)的常數(shù)、宏以及類型。
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