[小学]uCOS-II 实时操作系统在嵌入式平台进行移植的一般方法和技巧.doc

uCOS-II 实时操作系统在嵌入式平台进行移植的一般方法和技巧 uC/OS-II 实时操作系统在嵌入式平台进行移植的一般方法和技巧 实时操作系统的使用，能够简化嵌入式系统的应用开发，有效地确保稳定性 和可靠性，便于维护和二次开发。 μC/OS-II 是一个基于抢占式的实时多任务内核，可固化、可剪裁、具有高 稳定性和可靠性，除此以外，μC/OS-II 的鲜明特点就是源码公开，便于移植和 维护。 在 μC/OS-II 官方的主页上可以查找到一个比较全面的移植范例列表。但是， 在实际的开发项目中，仍然没有针对项目所采用芯片或开发工具的合适版本。那 么，不妨自己根据需要进行移植。 本文则以在TMS320C6711 DSP 上的移植过程为例，分析了 μC/OS-II 在嵌 入式开发平台上进行移植的一般方法和技巧。μC/OS-II 移植的基本步骤 在选定了系统平台和开发工具之后，进行 μC/OS-II 的移植工作，一般需要 遵循以下的几个步骤： ●深入了解所采用的系统核心 ●分析所采用的C 语言开发工具的特点 ●编写移植代码 ●进行移植的测试 ●针对项目的开发平台，封装服务函数 （类似80x86 版本的 PC.C 和 PC.H） 系统核心 无论项目所采用的系统核心是 MCU、DSP、MPU，进行 μC/OS-II 的移植 时，所需要关注的细节都是相近的。 首先，是芯片的中断处理机制，如何开启、屏蔽中断，可否保存前一次中断 状态等。还有，芯片是否有软中断或是陷阱指令，又是如何触发的。 此外，还需关注系统对于存储器的使用机制，诸如内存的地址空间，堆栈的 增长方向，有无批量压栈的指令等。 在 本例中，使用的是TMS320C6711 DSP。这是TI 公司6000 系列中的一 款浮点型号，由于其时钟频率非常高，且采用了超常指令字（VLIW ）结构、类 RISC 指令集、多级流水等技术，所 以运算性能相当强大，在通信设备、图像 处理、医疗仪器等方面都有着广泛的应用。 在 C6711 中，中断有3 种类型，即复位、不可屏蔽中 断（NMI）和可屏蔽 中断（INT4-INT15）。可屏蔽中断由 CSR 寄存器控制全局使能，此外也可用 IER 寄存器分别置位使能。而在 C6711 中并没 有软中断机制，所以 μC/OS-II 的任 务切换需要编写一个专门的函数实现。 此外，C6711 也没有专门的中断返回指令、批量压栈指令，所以相应的任 务切换代码均需编程完成。由于采用了类RISC 核心，C6711 的内核结构中，只 有A0-A15 和 B0-B15 这两组32bit 的通用寄存器。 C 语言开发工具 无论所使用的系统核心是什么，C 语言开发工具对于 μC/OS-II 是必不可少 的。 最简单的信息可以从开发工具的手册中查找，比如：C 语言各种数据类型分 别编译为多少字节；是否支持嵌入式汇编，格式要求怎样；是否支持“interrupt” 非标准关键字声明的中断函数；是否支持汇编代码列表(list)功能，等等。 上述的这样一些特性，会给嵌入式的开发带来很多便利。TI 的 C 语言开发 工具CCS for C6000 就包含上述的所有功能。 而在此基础上，可以进一步地弄清开发工具的一些技术细节，以便进行之后 真正的移植工作。 首先，开启C 编译器的“汇编代码列表(list)”功能，这样编译器就会为每个 C 语言源文件生成其对应的汇编代码文件。 在 CCS 开发环境中的方法是：在菜单“/Project/Build options”的“Feedback” 栏中选择“Interlisting：Opt/C and ASM(-s)”；或者，也可以直接在CCS 的C 编 译命令行中加上“-s”参数。 然后分别编写几个简单的函数进行编译，比较 C 源代码和编译生成的汇编 代码。例如： void FUNC_TEMP (void) { Func_tmp2(); //调用任一个函数 } 在 CCS 中编译后生成的ASM 代码为： .asg B15, SP // 宏定义 _FUNC_TEMP: STW B3,*SP--(8) // 入栈 NOP 2 CALL _ Func_tmp2 // MVKL BACK, B3 // 函数调用 MVKH BACK, B3 // NOP 3 BACK: LDW *++SP(8),B3 //