基于arm9的μcos-ⅱ嵌入式系统移植(编辑修改稿)

基于arm9的μcos-ⅱ嵌入式系统移植(编辑修改稿)内容摘要：

易学易用 性。 5. 支持 TCP/IP 协议和 其它 的 网络 协议，提供 多种网络协议和 MAC 访问的接口， 为各种手持 移动 设备预留 了 接口。 6. 强 稳定性和 弱 交互性。 7. 固化 的 代码，系统和应用软件固化在 ROM 中。 8. 更好的适应硬件，具有 良好的移植性。 第二章 μ C/OSII 介绍 实时操作系统， 英文称 Real Time Operating System，简称 RTOS， 是一种 能够接受并快速处理外界时间或中断，且处理接口在规定时间内来控制过程作出响应，并控制所有实时任务一致运行的系统。 1992年 美国人 Jean 在 Embedded SystemProgramming 杂志上最先发表了 RTOS，名为 μC/OS，从而开创了它的新时代。 μC/OS是一个 源 码开放 ， 抢占式 微内核 的 实时操作系统，μC/OSII 是它的升级版本，全部代码约有 5000行 ， 由 ANSI C， 以及少量的汇编语言 编写而成，结构简洁，实时性和内核的稳定性 强。 至今，从 8位到 64位，μ C/OSII已经在超过 40种的不同微处理器上运行， 在世界范围内得到广泛使用，包括诸多领域，如手机、路由器、集线器、不间断电源、飞行器、医疗设备及工业控制等。 实际上，μ C/OSII已经通过了非常严格的测试，并且得到了美国航空管理局 (Federal Aviation Administration)的认证，可以用在飞行器上。 这说明μ C/OSII 是稳定可靠的，可用于与人性命攸关的安全紧要 (safety critical)系统；当然，也可用于非安全紧要系统。 μ C/OSII体系结构如图 大庆师范学院本科毕业论 文（设计） 图 μ C/OSII 体系结构 第三章 ARM9 介绍 ARM9 是 32 位通用微处理器 ARM（ Advanced RISC Machine）家族中的一员，具有比较低的电源消耗和良好的性 价比，由此广泛应用于工业生产和日常生活中。 基于 RISC（精简指令）的 结构， 较微程序的控制复杂指令系统的计算机相对简单， 使得它用有 较高的 中断响应和 指令处理 的 能力。 ARM9 的指令集 共 包含 了 11 种基本类型： 用于偏上 的 算术逻辑单元，桶式 的移位器及 乘法器（两种） ； 指令控制数据传送：用在弹性地址，高速内容切换，和 交换数据 （三种） ； 用于流程 控制 和特权级执行 的指令（三种） ； 专门用在 能够扩展到片外的 协处理器 中（三种）。 指令集 比较适用 不同 的高级语言编译器，但需要临界代码段，汇编语言编程也比较简单，不像其它的需要 复 杂的编译器来管理指令。 ARM9 的流水线技术，能够使 指令 处理和系统存储 的各个部分都可以连续 的 运行。 比如 一条指令正在执行，下一条指令正 在被破译，同时第三条指令可以 从存储器取出。 大庆师范学院本科毕业论 文（设计） 在存储 的 系统中， ARM9 存储接口的设计能够最大限度的发挥性能潜力且代价降低 ，被做成流水线方式，速度敏感 控制信号推动着 由工业 DRAM 提供的快速局部访问模式。 ARM9 有 32 位地址总线， 也 可以配制成 26 位 的 地址线，向下兼容其它 的早期 处理器。 全静态 的 CMOS 的 ARM9， 允许时钟在周期内的停止，并保存当前的状态。 基于上述的优势， ARM9 适用于一些 需要紧凑且功能强大的 RISC 处理器系统，包括电 子通讯、数据通信、信息 存储 、 图像处理、 JOEG 控制器等，为人们的日常生活 和 工业生产 带来了极大的便利。 第四 章 μC/OSⅡ 在 S3C2440 上的 移植 移植 环境 简介 移植就是使实时内核能够在 多个微处理器或微控制器上 成功运行的过程。 本文采用的是S3C2440芯片，开发环境采用 Keil uVision3，基本满足了移植的需求。 三星公司的 16/32位精简指令集的微处理器 S3C2440， 基于 ARM920T的核心，实现了 内存管理 ， ARBA 总线和 哈佛结构高速缓冲的 具有独立的 16KB指令高速缓存和 16KB 数据高速缓存 体系结构。 移植条件 由于 CPU 版本的不同， μ C/OSII 可能会出现不兼容的问题，这时 需要对操作系统进行移植，使它能够在使用的 CPU 上运行。 μ C/OSII 的移植需 满足以下 的 要求 ： 1. 处理器的 C 编译器可 产生可重入代码； 2. 进入和退出临界区代码 可以使用 C 进行调用 ； 3. 处理器必须支持 具有定时中断源的 硬件 中断 ； 4. 处理器必须 能够容纳一定 的数据 硬件堆栈； 5. 处理器需要有交换数据的指令 ，使其能够在 CPU 的寄存器和内核及堆 栈间进行数据的交换。 移植步骤 μ C/OSⅡ 作为实时操作系统操作系统，在设计初期就已经充分考虑了可移植性 ， 针对不同的 CPU 版本， μ C/OSⅡ 的移植核心环节就是 改写 一些与处理器硬件相关的函数。 移植 工作 包括以下内容： 1. 用 define 设置 一些常量的值 () 大庆师范学院本科毕业论 文（设计） 2. 声明 10 个 指定的 数据类型 () 3. 用 define 声明 2 个宏 () 4. 用 C 语言编写 6 个简单 函数 () 5. 根据硬件编写了 4 个函数 (OS_CPU_ ) 是一个 被包含 在所有 .C文件中的 头文件。 简而言之，在这个 使得 项目中的每个 .C 文件不需要 分 头文件中包含了可能用到的头文件以及一些可能与实际应用不相关的头文件。 虽然这增加了文件编译的时间，但是增强了可移植性。 我们可以通过 来增加自己 需要 的头文件， 为了避免重新编译已编译的内容，增加的头文件必须 添加在头文件列表的最后。 内核是一个系统的核心，而 就是用来配置内核的头文件，根据不同的需要和应用，我们可 以对内核进行定制和裁剪，从而提高了实时性。 文件 主要 包含了一些 用 define 定义的 常量，宏和类型定义 （与处理器相关）。 众所周知，不同的处理器字长是不相同的 ， 尤其是，μ C/OSⅡ代码不使用与编译器相关的C 的 short（短整）， int（整型）和 long（长整）等数据类型。 所以为了移植的成功，需要对 μ C/OSⅡ 中的数据类型进行重新的定义。 与所有 的 实时内核一样，μ C/OSⅡ需要先将 中断 禁止再进行访问代码临界段，且在访问完毕重新允许中断。 μ C/OSⅡ定 义了 两个宏来禁止和允许中断： OS_ENTER_CRITICAL() 和OS_EXIT_CRITICAL()。 结构常量 OS_STK_GROWTH 是用来 改变堆栈 生长方式。 因为不同的微处理器和微控制器堆栈生长方式不同，μ C/OSⅡ中可以通过改变 OS_STK_GROWTH 的值来改变堆栈生长方式 当把 OS_STK_GROWTH 值置 0， 堆栈 的生长方式是 从下往上长。 当把 OS_STK_GROWTH 值置 1，堆栈的生长方式是从上往下长。 OS_TASK_SW()是一个在 μ C/OSⅡ进行 任务切换 （低任务优先级级 到最高优先级任务 ） 时被调用的 宏。 任务切换只是简单的把处于当前优先级任务 处理器 的 寄存器保存到将被挂起的任务堆栈中，同时 将更高优先级的任务从堆栈中。