uC/OS-II在凌陽單片機SPCE061A上的移植
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目前，實時操作系統(tǒng)已廣泛應用于工業(yè)控制的各個領域。uC/OS-II作為一個實時內(nèi)核，由于其源碼公開、代碼規(guī)范，廣受開發(fā)人員的喜愛。SPCE061A是凌陽公司繼u’nSPTM系列產(chǎn)品SPCE500A等之后新推出的一款16位單片機，內(nèi)部集成A/D、D/A等多種接口電路，能很方便地嵌入工業(yè)控制的各種場合。更重要的是，其內(nèi)嵌2K字的SRAM和32K的Flash ROM，因此，在不需要擴展外部存儲器的情況下就可以實現(xiàn)uC/OS-II系統(tǒng)的移植。
1 uC/OS-II實時操作系統(tǒng)介紹
uC/OS-II是一種專門為微控制器設計的搶占式實時多任務操作系統(tǒng)，它以源代碼的形式給出。其內(nèi)核主要提供進程管理、時間管理、內(nèi)存管理等服務。系統(tǒng)最多支持56個任務，每個任務均有一個獨有的優(yōu)先級。由于其內(nèi)核為搶先式，所以總是處于運行態(tài)最高優(yōu)先級的任務占用CPU。系統(tǒng)提供了豐富的API函數(shù)，實現(xiàn)進程之間的通信以及進程狀態(tài)的轉(zhuǎn)化。
2 uC/OS-II系統(tǒng)結構分析與移植
uC/OS-II的軟件體系結構如圖1所示。從圖1中可以看到，如果要使用uC/OS-II, 必須為其編寫OS_CPU.H、OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM三個文件。這三個文件是與芯片的硬件特性有關的，它們主要提供任務切換與系統(tǒng)時鐘的功能。其它文件用C寫成，它們?yōu)橄到y(tǒng)提供任務管理、任務之間通信、時間管理以及內(nèi)存管理等功能。
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?、?將CPU系統(tǒng)堆棧的數(shù)據(jù)全部拷貝到當前任務的任務堆棧中；
?、?得到下一個處于運行態(tài)優(yōu)先級最高的任務的任務堆棧的指針；
?、?恢復下一個任務的CPU寄存器的值；
⑤ 恢復下一個任務的系統(tǒng)堆棧中的數(shù)據(jù)；
?、?通過中斷返回指令或函數(shù)返回指令，間接修改PC寄存器的值來進行任務切換。
在為uCOS-II編寫任務切換代碼時需要注意的是：uCOS-II在每次發(fā)生中斷后都會產(chǎn)生任務調(diào)度，但在中斷結束后進行的任務切換，不能調(diào)用普通任務切換函數(shù)，這是因為在中斷過程中往往伴隨將CPU的狀態(tài)寄存器壓棧操作。以凌陽單片機為例，在中斷后，芯片將PC和SR寄存器的值壓入堆棧，因此，在中斷結束后進行的任務切換中必須對堆棧指針進行調(diào)整。
在系統(tǒng)移植過程中另一個較為重要的部分是系統(tǒng)時鐘。uCOS-II要求系統(tǒng)能產(chǎn)生10~100Hz的時鐘節(jié)拍。該時鐘節(jié)拍由硬件定時器產(chǎn)生。仍以凌陽單片機為例，可選用時基信號TMB2產(chǎn)生128Hz中斷，作為系統(tǒng)時鐘節(jié)拍的產(chǎn)生源。系統(tǒng)時鐘中斷服務子程序用匯編語言寫成，由于其主要功能在用C編寫的子函數(shù)中實現(xiàn)，因此，編寫該服務子程序的難度不大。
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