基于μC/OS-II實時系統(tǒng)的CAN總線遠程通信模塊設計

圖3 基于緩沖隊列的CAN通信過程

　　基于緩沖隊列支持下的CAN通信任務通信過程如圖3所示。

　　在該通信任務中，采用查詢方式發(fā)送，中斷方式接收，任何時候只要沒有關中斷，中斷任務的優(yōu)先級高于其他任何任務?？梢哉f，該任務是“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時性，同時也使得系統(tǒng)資源的利用率大大提高(相比于收發(fā)都采用查詢的方式)。任務間的通信和同步通過郵箱和信號量機制進行。

　　當用戶應用程序(或任務)要求進行遠程CAN通信的時候，應用程序(或任務)先要獲得BufTxSem并向發(fā)送緩沖區(qū)BufTx裝入報文，寫入緩沖區(qū)結束后釋放信號量BufTxSem，通過郵箱通知CAN通信任務處理報文并完成報文的發(fā)送。

　　當總線發(fā)來報文時，接受節(jié)點的CAN控制器會產(chǎn)生一個接收中斷，當前運行任務被掛起，CAN通信任務被激活并搶占運行，獲取信號量BufRxSem，然后從總線上讀取報文并寫入緩沖區(qū) ，寫入結束后釋放信號量BufRxSem，并通過郵箱通知相應的用戶應用程序(或任務);應用程序(或任務)通過獲得信號量BufRxSem從緩沖區(qū)內(nèi)讀取相應的報文信息。

　　(3) μC/OS-II的中斷任務的處理

　　在μC/OS-II中，中斷服務程序一般用匯編語言來寫。以下是中斷服務程序的示意代碼：

　　Void UserISR( void ) {

　　保存全部CPU寄存器;

　　調用OSIntEnter或OSIntNesting直接加1;

　　執(zhí)行用戶代碼做中斷服務;

　　調用OSIntExit;

　　恢復所有CPU寄存器;

　　執(zhí)行中斷返回指令;

　　}

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

　　用戶編寫的ISR必須被安裝到某一位置，以便中斷發(fā)生后，CPU根據(jù)相應的中斷向量運行準確的服務程序。許多實時操作系統(tǒng)都提供了安裝、卸載中斷服務程序的API接口函數(shù)，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(shù)。但 μC/OS-II內(nèi)核沒有提供類似的接口函數(shù)，需要用戶在對應的CPU移植中自己實現(xiàn)。在DSP2407中，我們可以在設計中斷向量表的時候把用戶的中斷入口寫好，這樣一旦CAN通信接受中斷發(fā)生時，DSP2407就能自動從中斷向量表里讀取相應的程序入口，進而跳轉執(zhí)行用戶的ISR程序。

　　結束語

　　基于RTOS平臺上開發(fā)用戶的應用程序，便于在實時操作系統(tǒng)內(nèi)核下實現(xiàn)多任務處理，可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，進一步提高應用程序的可移植性和可維護性?；诒疚脑黹_發(fā)的應用于集散式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的CAN總線遠程通信構件具有良好的可擴充性和移植性，對各種實際現(xiàn)場情況能夠進行靈活的配置和設定，真正實現(xiàn)了通信模塊驅動程序的封裝。