LPC2292的μC/OS-II硬件抽象層構建

3 在LPC2292上構建硬件抽象層
3.1 LPC2292簡介
　　LPC2292/LPC2294 微控制器是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的16/32 位ARM7TDMIS CPU，帶有256 KB 嵌入的高速Flash 存儲器。128 位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構使32 位代碼能夠在最高時鐘速率下運行。對代碼規(guī)模有嚴格控制的應用可使用16 位Thumb 模式將代碼規(guī)模減小30%以上，而性能的損失卻很小。
　　由于LPC2292/LPC2294 的144 腳封裝、極低的功耗、多個32 位定時器、8 通道10 位ADC、2/4 （LPC2292/LPC2294）高級CAN、PWM 通道以及多達9 個外部中斷引腳，使它們特別適用于汽車、工業(yè)控制應用以及醫(yī)療系統(tǒng)和容錯維護總線。LPC2292/LPC2294 含有76（使用了外部存儲器）到112 個（單片）可用GPIO 口。由于內置了寬范圍的串行通信接口，它們也非常適合于通信網關、協(xié)議轉換器以及許多其他的應用中。
3.2 類型定義
　　在將μC/OS-II移植到LPC2292處理器上時,首先進行基本配置和數據類型定義。重新定義數據類型是為了增加代碼的可移植性，因為不同的編譯器所提供的同一數據類型的數據長度并不相同，例如int型,在有的編譯器中是16 位,而在另外一些編譯器中則是32 位。所以,為了便于移植，需要重新定義數據類型。μC/OS-II類型定義如下：
　　typedef unsigned char BOOLEAN;/*布爾變量*/
　　typedef unsigned char INT8U;/*無符號8位整型變量*/
　　typedef signed char INT8S;/*有符號8位整型變量*/
　　typedef unsigned short INT16U;/*無符號16位整型變量*/
　　typedef signed short INT16S;/*有符號16位整型變量*/
　　typedef unsigned int INT32U;/*無符號32位整型變量*/
　　typedef signed intINT32S;/*有符號32位整型變量*/
　　typedef floatFP32;/*單精度浮點數（32位長度）*/
　　typedef doubleFP64;/*雙精度浮點數（64位長度）*/
　　typedef INT32UOS_STK;/*堆棧是32位寬度*/
3.3 任務堆棧初始化
　　在μC/OS-II中，函數OSTaskStkInit（）對任務堆棧進行初始化,在LPC2292中,任務堆棧空間由高到低依次為PC ,LR，R12 ,R11，…，R1，R0，CPSR，SPSR。 在進行堆棧初始化以后,OSTaskStkInit ( ) 返回新的堆棧棧頂指針。圖2為任務堆棧增長的方向。其初始化過程如下：
　　*stk = (OS_STK) task;/*PC*/
　　*--stk = (OS_STK) task;/*LR*/　　//寄存器初始化R12到R1
　　*--stk = 0;/*R12*/
　　*--stk = 0;/*R1*/
　　*--stk = (OS_STK)pdata;/* R0,參數*/
　　*--stk = (USER_USING_MODE|0x00);/*SPSR，允許IRQ、FIQ中斷*/

圖2 堆棧增長的方向

3.4 任務上下文切換
　　任務上下文管理負責嵌入式操作系統(tǒng)內核中任務管理部分對任務寄存器上下文的創(chuàng)建、刪除以及切換等操作。任務的寄存器上下文是操作系統(tǒng)內核所管理的任務的重要組成部分，是CPU內核的寄存器中內容的映像，因此上下文管理的實現(xiàn)依賴于CPU 內核中寄存器的組織，是與體系結構密切相關的。通用硬件抽象層的任務上下文管理統(tǒng)一定義體系結構中的寄存器上下文的保護格式，提供了任務管理對任務上下文的基本操作的API接口。
　　μC/OS-II的任務切換其實就是通過改變PC中的內容來實現(xiàn)的。將PC指向新任務開始運行的地方，同時將當前任務（被搶占任務）環(huán)境保存到相應的任務堆棧中，將新任務環(huán)境從任務堆棧中恢復到相應的寄存器中。
　　μC/OS-II用OS_TASK_SW（）完成任務級切換。將μC/OS-II移植到LPC2292上，其任務切換代碼如下：
　　;OS_TASK_SW
　　;/************************************************
　　;① 在當前任務（被搶占任務）的堆棧保存當前任務環(huán)境
　　;/************************************************
　　STMFDSP!, {LR};LR中其實是任務切換時對應的PC值
　　STMFDSP!, {LR}
　　STMFDSP!, {R0R12}
　　MRSR0,CPSR
　　STMFDSP!,{R0}
　　;/************************************************
　　;② 獲取當前任務（被搶占任務）控制塊地址，地址在R0；獲取當
　　;前任務（被搶占任務）SP地址，在R1；保存新SP到當前任務（被
　　;搶占任務）的TCB
　　;/************************************************
　　LDRR0,=OSTCBCur
　　LDRR1,[R0]
　　STRSP,[R1]
　　;/**********************************************
　　;③ 獲取新最高優(yōu)先級任務控制塊地址，保存最高優(yōu)先級任務
　　;地址到當前任務地址
　　;/************************************************
　　LDRR2,=OSTCBHighRdy
　　LDRR1,[R2]
　　STRR1,[R0]
　　;/************************************************
　　;④ 獲取當前新任務SP
　　;/************************************************
　　LDRSP,[R1]
　　;/************************************************
　　;⑤ 恢復任務環(huán)境
　　;/************************************************
　　LDMFDSP!,{R0}
　　MSRSPSR_csxf,R0
　　LDMFDSP!,{R0R12,PC}^