嵌入式实时操作系统μC／OS-II在LPC2378上的移植及应用

μC／OS-Ⅱ的移植，还要求编写4个简单的汇编语言函数；即OSStartHighRdy()，OSintCtxSw()，OSTickISR()，OSCtxSw()。

3．4．1 函数OSStart()调用OSStartHighRdy()

函数OSStart()用于调用OSStartHighRdy()，以使使就绪态任务中优先级最高的任务开始运行：

3．4．2 时钟节拍中断服务程序

μC／OS-Ⅱ要求用户提供一个周期性的时钟源，以实现时间延迟和超时确认功能，时钟节拍每秒发生10～100次。必须在开始多任务后，启动时钟节拍中断，但由于Osatart()函数不会返回，用户无法实现这一操作，所以可以在OSStart()运行之后，μC／OS启动的第1个任务中初始化节拍中断。基于LPC2378移植下OSTicklSR()的简易代码编写如下：

当时钟节拍中断发生时，CPU会自动把CPU寄存器推入堆栈，但并不包括存储页面寄存器PPAGE，如果单片机系统的寻址范围超过64 KB，则需要通过给PPAGE赋值来区分不同的16 KB地址，需要把PPAGE也推入堆栈。当某任务的任务控制块中时间延时项OSTCBDly减到了零，OSTi-mtick()就进入了就绪态。OSIntExit()会调用中断级的任务切换函数OSIntCtxSw执行任务切换，而不再执行后面的指令。如果没有更高优先级的任务进入就绪态，则CPU会返回中断前状态。

3．4．3 任务级任务切换

实际上任务级的切换就是通过执行软中断指令，或者根据处理器的不同，执行TRAP指令来实现。中断服务子程序、TRAP或者异常处理的向量地址必须指向OSCtXSW()，利用系统在跳转到中断服务程序时会自动把断点指针压入堆栈的功能，把断点指针存入堆栈，而利用中断返回指令IRET，能把断点指针推入CPU的PC寄存器功能，恢复待运行任务的断点，这样就可以实现断点的保存和恢复。

3．4．4 中断级任务切换

OSIntExit()通过调用OSIntSw()，在ISR中执行任务切换函数。因为OSIntCtxSw()是在ISR中被调用的，所以假定所有的处理器寄存器都被正确地保存到了被中断任务的堆栈中。OSIntSw()函数的绝大多数代码与OSCtxSw()函数是一样的，区别只是：因为ISR已经保存了CPU的寄存器，而不再需要在OSIntSw()函数中保存CPU的寄存器。在进行操作系统移植时，该段程序的代码如下：

3．5 移植中的问题

ARM处理器的软件调试通过JTAG口直接在系统的外部SRAM运行，因此在程序调试之前，ARM处理器的开发环境软件首先调用初始化文件(*．ini)，用户可以根据自己系统的外部存储器和设备的地址来修改文件。如果该文件有误，开发环境软件将无法通过JTAG与处理器通信。系统调试过程中，经常会出现程序跑飞的现象，经过测试与分析，主要有4个方面原因：

(1)中断处理程序的中断矢量地址没有正确赋值，从而导致发生中断后CPU无法运行到中断处理程序位置；

(2)在OsctxSw和OSIntctxSw中的任务切换语句后加人几条NOP空语句，确保任务切换的相应指令执行结束，如果在这些位置没有加相应的空操作指令，也会导致程序跑飞；

(3)由于堆栈的空间分配不够，以及没有给CPU的各个工作模式分配空间，导致任务切换时，堆栈溢出；

(4)μC／OS-Ⅱ要求用户提供一个时钟资源来实现时钟节拍，时钟节拍应该每秒钟发生10～100次，用户必须在开始多任务调度后(即调用OSStart后)允许时钟节拍中断。通常的错误是在调用OSlnit()和OSStart()之间允许时钟节拍中断，同时用户不要单纯地追求实时性，而将系统的时钟节拍频率增加太高。以上几个方面的问题解决后，系统的工作非常稳定。

4 系统测试

移植完成后的系统包括4个部分：自启动程序、μC／OS-Ⅱ系统文件、移植代码、应用程序。开发环境是ARM公司提供的ADSl．2(ARM Dev-eloper Suite)。该系统创建了以下3个任务来验证μC／OS-Ⅱ的移植成功：

在为自己的微处理器做完μC／OS-Ⅱ的移植后，首先建立3个任务，之后不加任何其他应用代码来测试移植好的μC／OS-Ⅱ，也就是说应该先测试内核自身的运行状况。这样做有2个原因：不希望将事情复杂化；如果有些地方没有工作可以明白是移植本身的问题，而不是应用代码产生的问题。经过测试和修改，无相关错误产生，说明移植成功。

5 结语

μC／OS-Ⅱ具有很强的移植性，具有多任务实时可剥夺型内核，而且代码量较小，源代码开放，可被广泛移植到8位、16位等许多微处理器上。国外诸如APC，ROTEK等企业都在产品中成功地使用了μC／OS-Ⅱ内核，不仅开发成本低，而且系统精简，因此将μC／OS-Ⅱ移植到LPC-2378这种工业级的芯片上，具有相当的商业价值。