μC/OS-II在幾種處理器上的移植介紹

μC/OS-II操作系統(tǒng)是一種搶占式多任務(wù)、單內(nèi)存空間、微小內(nèi)核的嵌入式操作系統(tǒng)，具有高效緊湊的特點(diǎn)。它執(zhí)行效率高，占用空間小，可移植性強(qiáng)，實(shí)時(shí)性能良好且可擴(kuò)展性強(qiáng)。采用μC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可以有效地對(duì)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度;對(duì)各任務(wù)賦予不同的優(yōu)先級(jí)可以保證任務(wù)及時(shí)響應(yīng);采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，降低了程序的復(fù)雜度，方便程序的開(kāi)發(fā)和維護(hù)。μC/OS-11非常適合應(yīng)用在一些小型的嵌入式產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)合，在家用電器、機(jī)器人、工業(yè)控制、航空航天、軍事科技等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

　　單片機(jī)、ARM、FPGA與μC/OS-II操作系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)一些具體功能，是目前嵌入式應(yīng)用中比較常見(jiàn)的。在這些應(yīng)用中，基礎(chǔ)性的工作就是操作系統(tǒng)的移植。本文選取使用較多的51單片機(jī)、LPC2210、NiosII三種處理器進(jìn)行介紹。

　　1 μC/OS-II操作系統(tǒng)移植條件

　　μC/OS-II操作系統(tǒng)的大部分源代碼都是用C語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的，但仍需使用匯編語(yǔ)言來(lái)完成一些和處理器相關(guān)的操作，例如讀寫(xiě)處理器、寄存器時(shí)只能使用匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，將μC/OS-II操作系統(tǒng)移植到目標(biāo)處理器上，需要從硬件和軟件兩方面來(lái)考慮。

　　硬件方面，目標(biāo)處理器需滿足以下條件：

　?、偬幚砥鞯腃編譯器能產(chǎn)生可重入代碼;

　?、谟肅語(yǔ)言可以開(kāi)/關(guān)中斷;

　?、厶幚砥髦С种袛?，并且能夠產(chǎn)生定時(shí)中斷(通常在10～1 000 Hz之間);

　　④處理器能夠支持容納一定量數(shù)據(jù)的硬件堆棧;

　?、萏幚砥饔袑⒍褩Ｖ羔樅推渌拇嫫髯x出和存儲(chǔ)到堆?；騼?nèi)存中的指令。

　　軟件方面，主要關(guān)注的是一些與處理器相關(guān)的代碼移植，其分布在OS_CPU.H、OS_CPU_C.C和OS_CPU_A.ASM這3個(gè)不同的文件中。

　　2 目標(biāo)處理器硬件支持

　　51單片機(jī)、LPC2210、NiosII三種處理器在硬件方面均能滿足μC/OS-II操作系統(tǒng)的移植要求。

　　51單片機(jī)：選擇Keil公司的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境作為開(kāi)發(fā)工具，因?yàn)樵摷砷_(kāi)發(fā)環(huán)境的C51編譯器能產(chǎn)生可重入型代碼，且用C語(yǔ)言就可以開(kāi)/關(guān)中斷。同時(shí)具有一定數(shù)量的堆棧和操作相關(guān)寄存器的指令。

　　LPC2210：采用ARM7微控制器可以滿足上述②、④、⑤，而ADS1.2的C編譯器可以滿足①、③的要求。

　　NiosII處理器：Nios處理器可以配置成最多支持64個(gè)中斷，包括外部硬件中斷、內(nèi)部中斷以及TRAP(調(diào)試中斷)。Nios II處理器可以配置使用32位內(nèi)部定時(shí)器，通過(guò)用軟件控制寫(xiě)入幾個(gè)控制寄存器的內(nèi)容來(lái)獲得定時(shí)工作，與一般的定時(shí)器工作原理相同，可以產(chǎn)生定時(shí)中斷。Nios處理器可以外接存儲(chǔ)器。以使用的DE2開(kāi)發(fā)板為例，外接512 KB SRAM資源，可提供足夠的數(shù)據(jù)硬件堆棧。NioslI 8.0 IDE采用GNU編譯器，支持C/C++的編譯、鏈接產(chǎn)生重入代碼，允許在C語(yǔ)言中嵌入?yún)R編語(yǔ)言。