OS的嵌入式系统应用开发研究 .docxVIP

基于μC/OS的嵌入式系统应用开发研究 摘要：本文介绍了嵌入式系统的概念，分析了μC/OS的内核结构，并详细介绍了在具有ARM体系结构的S3C44B0微处理器上进行μC/OS操作系统的移植和应用程序及驱动程序的开发。关键词：嵌入式系统 μc/os 微处理器Abstract: The paper bring forward the conception of Embedded System ，Analyse the core kere of μc/os ，moreover detailedly introduce grafting the μC/OSs operating system on the ARMs architectural structure of S3C44B0s microprocessor and empolder on application and driver program 。Key words: Embedded System μc/os MicroProcessor一、嵌入式系统概述嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，目前嵌入式系统已经渗透到日常生活的各个方面，其在工业、服务业、消费电子等领域的应用范围都不断扩大，嵌入式计算机系统的正式定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁减，符合应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗的严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统的主要特征有：系统内核小；专用性强；系统精简；嵌入式软件要求高实时性的操作系统软件；软件要求高质量和高可靠性；嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境。　嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成，在本开发应用中，选择ARM7TDMI内核结构的samsung公司的s3c44b0作为微处理器芯片，该芯片具有主频高、运算速度快，超低功耗、价格低廉、结构简单等特点，在该内核基础上扩展了一系列完整的通用外围器件，主要有：片内8KB高速缓存、带有1个专用DMA通道的LCD控制器、2个通用DMA通道、1个多主机I2C总线控制器、5个PWM定时器及1个内部定时器、71个通用I/O口、8个外部中断源、8个10位ADC等资源，主频为66MHZ,系统支持大小端模式，共256MB的地址空间，支持8/16/32位数据总线编程。开发平台外配与用户交互接口有RS-232串口电路、外扩flash、sdram，USB控制电路、以太网电路、键盘，JTAG接口电路部分。实时嵌入式操作系统的种类繁多，大体上可以分为两种：商用型和免费型，前者系统功能稳定、可靠，并有完善的技术支持和售后服务，建立应用开发较为容易，但价格昂贵，代表性的有美国WindRiver公司的VxWorks操作系统、Microsoft公司的WinCE操作系统；免费型可以节约成本，且源码公开，便于开发，代表性的有嵌入式Linux系统、μC/OS系统。二、嵌入式μC/OS的体系结构介绍由于μC/OS结构简单，编程工具绝大部分是C语言编程，可以在大多数界面友好的编译器中编译生成目标代码，如Borland C、Keil等工具，且其内核最小可以到几十K,可以在多种体系结构的微处理器上移植，用户的工作较小，源代码开放，便于学习。μC/OS-II的几大组成部分有：核心部分(OSCore.c) 是操作系统的处理核心，包括操作系统初始化、操作系统运行、中断进出的前导、时钟节拍、任务调度、事件处理等多部分。　　任务处理部分(OSTask.c)完成任务的操作；包括任务的建立、删除、挂起、恢复等等。　　时钟部分(OSTime.c)主要完成任务延时等操作。　　任务同步和通信部分 为事件处理部分，包括信号量、邮箱、邮箱队列、事件标志等部分；　　μC/OS-II的软件体系结构如图1所示。从图1中可以看到，如果要使用μC/OS-II, 必须为其编写OS_CPU.H、OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM三个文件。三、μC/OS在ARM微处理器上的移植μC/OS-II的全部源代码量大约是6000－7000行，一共有15个文件。将 μC/OS-II 移植到ARM处理器上，需要完成的工作也非常简单，只需要修改三个和ARM体系结构相关的文件，代码量大约是500行。以下分别介绍这三个文件的移植工作：OS_CPU.H 文件 数据类型定义，这部分的修改是与所用的编译器相关的，不同的编译器会使用不同的字节长度来表示同一数据类型，这里采用的编译器为集成可视化开发环境ARM SDT 2.5,相关的数据类型的定义如下：#define BYTE INT8S /* Define data types for backward compatibility */#d