μC/OS-II在Cortex-M3系列單片機(jī)上的移植

作者：時(shí)間：2009-02-04 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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引言

　　μC/OSII是一種簡(jiǎn)單高效、源代碼公開(kāi)的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，具有良好的擴(kuò)展性和可移植性，被廣泛應(yīng)用到各種嵌入式處理器上；對(duì)于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少開(kāi)發(fā)周期和降低成本有著重要的意義。本文以μC/OSII為移植對(duì)象，以ARM CortexM3內(nèi)核微處理器為移植目標(biāo)來(lái)討論其移植過(guò)程及應(yīng)用。

　　1 μC/OSII及ARM CortexM3簡(jiǎn)介

　　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OSII是一個(gè)基于優(yōu)先級(jí)的搶占式實(shí)時(shí)內(nèi)核，程序可讀性強(qiáng)，移植性好，代碼固定，可裁剪，非常靈活。至今，從8位到64位，μC/OSII已在超過(guò)40種不同架構(gòu)的微處理器上運(yùn)行。μC/OSII的主要特點(diǎn)有：是優(yōu)先級(jí)可剝奪的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)；可處理和調(diào)度56個(gè)用戶任務(wù)，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整；提供任務(wù)間通信、同步使用的信號(hào)量、郵箱和消息隊(duì)列；具有良好的可裁剪性，可盡量減小系統(tǒng)的ROM和RAM大小。

　　ARM是目前嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的RISC微處理器結(jié)構(gòu)，它以低成本、低功耗、高性能等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)了嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。當(dāng)前ARM系列的處理器有ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10、ARM11等多個(gè)產(chǎn)品。CortexM3內(nèi)核是 ARM公司于2006年推出的一款高性能處理器內(nèi)核，是ARM新型 V7指令集結(jié)構(gòu)系列的微控制器版本，可用于企業(yè)應(yīng)用、汽車系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線技術(shù)等領(lǐng)域。其主要特點(diǎn)是：

　　① 功耗低；

　　② 內(nèi)核的門(mén)數(shù)少，具有優(yōu)異的性價(jià)比；

　　③ 中斷延時(shí)短；

　　④ 調(diào)試成本低；

　?、?具有嵌套向量中斷控制器（NVIC），與處理器內(nèi)核緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)低延遲的中斷處理；

　?、?具有可裁減的存儲(chǔ)器保護(hù)單元（MPU），用于對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行保護(hù)。

　　2 移植μC/OSII

　　Luminary Micro公司的LM3S系列微控制器包含運(yùn)行在 50 MHz頻率下的ARM CortexM3 MCU內(nèi)核、嵌入式Flash和SRAM、1個(gè)低壓降的穩(wěn)壓器、集成的掉電復(fù)位和上電復(fù)位功能、模擬比較器、10位ADC、SSI、GPIO、看門(mén)狗和通用定時(shí)器、UART、I2C、運(yùn)動(dòng)控制PWM以及正交編碼器（quadrature encoder）輸入，非常適合樓宇和家庭自動(dòng)化、工廠自動(dòng)化和控制、工控電源設(shè)備、步進(jìn)電機(jī)、有刷和無(wú)刷DC馬達(dá)、AC感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等方面的應(yīng)用。

　　本移植在如下環(huán)境中完成：編譯工具采用IAR FOR ARM,目標(biāo)板采用周立功公司的LM3S8962微控制器EasyARM8962開(kāi)發(fā)板。主機(jī)通過(guò)LMLINK JTAG連接目標(biāo)板以建立交叉開(kāi)發(fā)調(diào)試環(huán)境。

　　移植過(guò)程中,μC/OSII的核心源代碼不用修改,可以直接放在μC/OSII Source文件夾中。μC/OSII\Ports目錄存放μC/OSII基于LM3S單片機(jī)的移植代碼，包括OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM、OS_CPU.H三個(gè)必要的文件。Target目錄中的Startup.S文件是單片機(jī)的啟動(dòng)代碼和中斷向量表，Target.C和Target.H提供單片機(jī)初始化函數(shù)TargetInit()和其他簡(jiǎn)單的外設(shè)控制API函數(shù)。層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

層次結(jié)構(gòu)