引言 　　 μC/OSII是一種簡(jiǎn)單高效、源代碼公開(kāi)的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)，具有良好的擴(kuò)展性和可移植性，被廣泛應(yīng)用到各種嵌入式處理器上；對(duì)于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少開(kāi)發(fā)周期和降低成本有著重要的意義。本文以μC/OSII為移植對(duì)象，以ARM CortexM3內(nèi)核微處理器為移植目標(biāo)來(lái)討論其移植過(guò)程及應(yīng)用。 1 μC/OSII及ARM CortexM3簡(jiǎn)介 　　實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OSII是一個(gè)基于優(yōu)先級(jí)的搶占式實(shí)時(shí)內(nèi)核，程序可讀性強(qiáng)，移植性好，代碼固定，可裁剪，非常靈活。至今，從8位到64位，μC/OSII已在超過(guò)40種不同架構(gòu)的微處理器上運(yùn)行。μC/OSII的主要特點(diǎn)有：是優(yōu)先級(jí)可剝奪的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)；可處理和調(diào)度56個(gè)用戶任務(wù)，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)可以動(dòng)態(tài)調(diào)整；提供任務(wù)間通信、同步使用的信號(hào)量、郵箱和消息隊(duì)列；具有良好的可裁剪性，可盡量減小系統(tǒng)的ROM和RAM大小。 　　ARM是目前嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的RISC微處理器結(jié)構(gòu)，它以低成本、低功耗、高性能等優(yōu)點(diǎn)占據(jù)了嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。當(dāng)前ARM系列的處理器有ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10、ARM11等多個(gè)產(chǎn)品。CortexM3內(nèi)核是 ARM公司于2006年推出的一款高性能處理器內(nèi)核，是ARM新型 V7指令集結(jié)構(gòu)系列的微控制器版本，可用于企業(yè)應(yīng)用、汽車系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線技術(shù)等領(lǐng)域。其主要特點(diǎn)是： 　?、?功耗低； 　?、?內(nèi)核的門數(shù)少，具有優(yōu)異的性價(jià)比； 　?、?中斷延時(shí)短； 　　④ 調(diào)試成本低； 　　⑤ 具有嵌套向量中斷控制器（NVIC），與處理器內(nèi)核緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)低延遲的中斷處理； 　?、?具有可裁減的存儲(chǔ)器保護(hù)單元（MPU），用于對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行保護(hù)。 2 移植μC/OSII 　　Luminary Micro公司的LM3S系列微控制器包含運(yùn)行在 50 MHz頻率下的ARM CortexM3 MCU內(nèi)核、嵌入式Flash和SRAM、1個(gè)低壓降的穩(wěn)壓器、集成的掉電復(fù)位和上電復(fù)位功能、模擬比較器、10位ADC、SSI、GPIO、看門狗和通用定時(shí)器、UART、I2C、運(yùn)動(dòng)控制PWM以及正交編碼器（quadrature encoder）輸入，非常適合樓宇和家庭自動(dòng)化、工廠自動(dòng)化和控制、工控電源設(shè)備、步進(jìn)電機(jī)、有刷和無(wú)刷DC馬達(dá)、AC感應(yīng)電動(dòng)機(jī)等方面的應(yīng)用。 　　本移植在如下環(huán)境中完成：編譯工具采用IAR FOR ARM,目標(biāo)板采用周立功公司的LM3S8962微控制器EasyARM8962開(kāi)發(fā)板。主機(jī)通過(guò)LMLINK JTAG連接目標(biāo)板以建立交叉開(kāi)發(fā)調(diào)試環(huán)境。 　　移植過(guò)程中,μC/OSII的核心源代碼不用修改,可以直接放在μC/OSII Source文件夾中。μC/OSII\\Ports目錄存放μC/OSII基于LM3S單片機(jī)的移植代碼，包括OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM、OS_CPU.H三個(gè)必要的文件。Target目錄中的Startup.S文件是單片機(jī)的啟動(dòng)代碼和中斷向量表，Target.C和Target.H提供單片機(jī)初始化函數(shù)TargetInit（）和其他簡(jiǎn)單的外設(shè)控制API函數(shù)。層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。 　　將μC/OSII移植到ARM處理器上需要修改3個(gè)與ARM體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的文件： OS_CPU.H、OS_CPU_A.ASM、OS_CPU_C.C。下面分別介紹這3個(gè)文件的移植工作。 　?。?） OS_CPU.H文件 　　包含μC/OSII所需要的常量、宏和自定義類型等。 　?、?OS_CPU.H定義的數(shù)據(jù)類型。在這次移植中μC/OSII重新定義了數(shù)據(jù)類型，如下所示： 　?、?修改與ARM處理器相關(guān)的內(nèi)容。不同處理器的堆棧增長(zhǎng)方向是不一樣的，ARM CortexM3的堆棧是從高地址往低地址增長(zhǎng)的，OS_STK_GROWTH設(shè)為1，程序如下： #defineOS_STK_GROWTH1 　?。?） OS_CPU_C.C文件 　　在OS_CPU_C.C定義的C函數(shù)中，OSTaskStkInit（）函數(shù)與CPU相關(guān)，所以移植代碼需要修改該函數(shù)。其程序如下（初始化任務(wù)時(shí)調(diào)用此函數(shù)初始化任務(wù)使用的堆棧）： 　　（3） OS_CPU_A.ASM文件 　　μC/OSII的移植需要編寫5個(gè)簡(jiǎn)單的匯編語(yǔ)言函數(shù)。 　?、?OS_ENTER _CRITICAL（ ）： 關(guān)閉中斷源。 　?、?OS_EXIT_CRITICAL（ ）： 重開(kāi)中斷源。 　?、?OSStartHighRdy（ ）： 運(yùn)行當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。 　?、?OSCtxSw（ ）： 一個(gè)任務(wù)放棄CPU使用權(quán)時(shí)調(diào)用。 　?、?OSIntCtxSw（）： 在退出中斷服務(wù)函數(shù)OSIntExit（）中被調(diào)用，實(shí)現(xiàn)中斷級(jí)任務(wù)切換。 　　因?yàn)長(zhǎng)M3S單片機(jī)目前只支持8位中斷優(yōu)先級(jí)中的高3位，所以這里把1左移5位即是00100000B,其宏定義為OS_CRITICAL_INT_PRIOEQU（1<<5）。 　　ARM CortexM3使用OSPendSV（ ）函數(shù)快捷地進(jìn)行上下文切換。OSPendSV（ ）的C語(yǔ)言表述程序如下： 　　完成上述工作后，只要再根據(jù)目標(biāo)板的實(shí)際情況編寫Target目錄中的3個(gè)文件，μC/OSII就可以運(yùn)行在LM3S8962單片機(jī)上了。 3 實(shí)際應(yīng)用 　　移植工作完成后，編寫了一段程序，可以進(jìn)行CAN通信，按鍵控制LED燈，通過(guò)RS232串口與主機(jī)相連實(shí)現(xiàn)對(duì)SD卡的讀寫等操作。下面是程序的部分代碼： 　　在Main.H中定義任務(wù)優(yōu)先級(jí)為： 　　其中創(chuàng)建任務(wù)的任務(wù)代碼為： 　　SDExample為方便觀察SD卡操作任務(wù)編寫的GUI界面，選好與程序?qū)?yīng)的串口波特率，連接好硬件。從圖2可以看到，對(duì)SD卡可以進(jìn)行成功操作。 結(jié)語(yǔ) 　　μC/OSII作為一個(gè)優(yōu)秀的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，已經(jīng)被移植到各種體系結(jié)構(gòu)的微處理器上。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了其在LM3S8962上的成功移植，并通過(guò)一個(gè)實(shí)例驗(yàn)證了移植的正確性。本次移植只是做了一些基礎(chǔ)性工作，在此基礎(chǔ)上還可進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)，充分利用LM3S系列單片機(jī)的性能和μC/OSII的特點(diǎn)，在檢測(cè)與維修領(lǐng)域發(fā)揮一定作用。 參考文獻(xiàn) 　　[1] Labrosse Jean J. 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OSII[M]. 邵貝貝，等譯.第2版. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003. 　　[2] 趙寧，陳明，何鵬舉.嵌入式操作系統(tǒng)μC/OSII在ARM上的移植與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用,2004（4）:2931. 　　[3] 周立功，等.CortexM3開(kāi)發(fā)指南——基于LM3S8000，2007. 　　[4] 周立功.ARM微控制器基礎(chǔ)與實(shí)戰(zhàn)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2003. [tr][/tr][td] [/td]