基于ARM微处理器的uC/OS的移植设计

文章摘要：本文介绍了基于ARM微处理器的μC/OS-II的移植，并对其进行扩展，主要包括内核、lwip、μC/GUI的移植。概述嵌入式操作系统μC/OS-II是一个公开源代码的占先式多任务的微内核RTOS，其特点可以概括为以下几个方面：公开源代码，代码结构清晰、明了，注释详尽，组织有条理，可移植性好，可裁剪，可固化。内核属于抢占式，最多可以管理60个任务。目前国内对μC/OS-II的研究和应用都很多。只要买一本书就可获得源代码，对学校和教育的使用完全免费，商业应用的费用相对也很低。所以对μC/OS-II实时操作系统的学习研究、开发、应用具有重要意义。大部分的μC/OS-II代码是使用ANSI C语言书写

基于ARM微处理器的uC/OS的移植设计,标签：arm嵌入式系统,arm系统,http://www.88dzw.com

　　本文介绍了基于ARM微处理器的μC/OS-II的移植，并对其进行扩展，主要包括内核、lwip、μC/GUI的移植。

　　概述

　　嵌入式操作系统μC/OS-II是一个公开源代码的占先式多任务的微内核RTOS，其特点可以概括为以下几个方面：公开源代码，代码结构清晰、明了，注释详尽，组织有条理，可移植性好，可裁剪，可固化。内核属于抢占式，最多可以管理60个任务。目前国内对μC/OS-II的研究和应用都很多。只要买一本书就可获得源代码，对学校和教育的使用完全免费，商业应用的费用相对也很低。所以对μC/OS-II实时操作系统的学习研究、开发、应用具有重要意义。

　　大部分的μC/OS-II代码是使用ANSI C语言书写的，因此μC/OS-II的可移植性好，然而仍需要使用C和汇编语言写一些处理器相关代码。μC/OS-II的移植需要满足以下要求：

　　（1）处理器的C编译器可以产生可重入代码；

　　（2）可以使用C调用进入和退出临界区代码；

　　（3）处理器必须支持硬件中断，并且需要一个定时中断源；

　　（4）处理器需要能够容纳一定数据的硬件堆栈；

　　（5）处理器需要有能够在CPU寄存器与内核和堆栈交换数据的指令。

　　基于ARM7的S3C44B0X处理器完全满足上述要求。它使用ARM公司的16位/32位RISC结构，内核是ARM7TDMI，工作在66MHz，片上集成了以下部件：8K Cache、外部存储器控制器、LCD控制器、4个DMA通道、2个UART、1个多主I2C总线控制器、1个I2C总线控制器，以及5通道PWM定时器和1个内部定时器、8通道12位ADC等，能够与常用的外围设备实现无缝连接，功能强大。目前，国内应用较为广泛。

　　1内核的移植

　　μC/OS-II的移植只需要修改与处理器相关的代码就可以了。具体有如下内容：

　　（1）os_cpu.h中需要设置一个常量来标识堆栈增长方向；

　　（2）os_cpu.h中需要声明几个用于开关中断和任务切换的宏；

　　（3）os_cpu.h中需要针对具体处理器的字长重新定义一系列数据类型；

　　（4）os_cpu_a.asm需要改写4个汇编语言的函数；

　　（5）os_cpu_c.c需要用c语言编写6个简单函数；

　　（6）修改主头文件include.h，将上面的三个文件和其他自己的头文件加入。

　　完成上述工作后，μC/OS-II就可以运行在ARM处理器上了。

　　2 LwIP的移植

　　μC/OS-II本身没有TCP/IP协议栈，目前的一些第三方TCP/IP支持都是完全商业化的，很少给出源代码，影响了μC/OS-II的研究和推广。通过把开放源代码的TCP/IP协议栈LwIP移植到μC/OS-II上来，就获得了一套可免费研究、学习的嵌入式网络软件平台。

　　2.1 Lwip的操作系统封装层(operating system.emulation layer)

　　Lwip为了适应不同的操作系统,在代码中没有使用和某一个操作系统相关的系统调用和数据结构。而是在lwip和操作系统之间增加了一个操作系统封装层。操作系统封装层为操作系统服务(定时,进程同步,消息传递)提供了一个统一的接口。在lwip中进程同步使用semaphone和消息传递采用”mbox”。操作系统封装层的原代码在…/lwip/src/core/sys.c中。而和具体的操作系统相关的代码在../lwip/src/arch/sys_arch.c中。

　　操作系统封装层的主要函数如下:

　　void sys_init(void)//系统初始化

　　sys_thread_t sys_thread_new(void (* function)(void *arg), void *arg,int prio)//创建一个新进程

　　sys_mbox_t sys_mbox_new(void)//创建一个邮箱

　　void  sys_mbox_free(sys_mbox_t mbox)//释放并删除一个邮箱

　　void  sys_mbox_post(sys_mbox_t mbox, void *data) //发送一个消息到邮箱

　　void sys_mbox_fetch(sys_mbox_t mbox, void **msg)//等待邮箱中的消息

　　sys_sem_t sys_sem_new(u8_t count)//创建一个信号量

　　void sys_sem_free(sys_sem_t sem)//释放并删除一个信号量

　　void sys_sem_signal(sys_sem_t sem)//发送一个信号量

　　void sys_sem_wait(sys_sem_t sem)//等待一个信号量

　　void sys_timeout(u32_t msecs, sys_timeout_handler h, void *arg)//设置一个超时事件

[1] [2]  下一页