随着嵌入式技术的快速发展,实时多任务操作系统作为一种软件平台已逐步成为国际嵌入式系统的主流,目前世界上已经有一大批成熟的实时嵌入式操作系统,通常,对嵌入式软件的基本要求是体积小、指令速度快、具有较好的裁减性和可移植性,目前,实时操作系统很多,如VxWorks,WindowsCE,pSOS,QNX,LynxOS等,这些操作系统都具有高可靠性、强实时性等特点,但他们都是商业操作系统,价格昂贵,人们往往很难接受,μC/OS-Ⅱ操作系统的
随着嵌入式技术的快速发展,实时多任务操作系统作为一种软件平台已逐步成为国际嵌入式系统的主流,目前世界上已经有一大批成熟的实时嵌入式操作系统,通常,对嵌入式软件的基本要求是体积小、指令速度快、具有较好的裁减性和可移植性,目前,实时操作系统很多,如VxWorks,Windows CE,pSOS,QNX,LynxOS等,这些操作系统都具有高可靠性、强实时性等特点,但他们都是商业操作系统,价格昂贵,人们往往很难接受,μC/OS-Ⅱ操作系统的出现是对这些商业操作系统的一个很大的冲击。
1 μC/OS-Ⅱ操作系统简介
μC/OS-Ⅱ是源码公开的实时操作系统,是一个自由操作系统。程序开发人员可以改写源代码,使之符合自己的要求,裁减掉不需要的部分,使操作系统变得小巧、灵活、并且能满足用户特定操作系统的需要。为了提高系统的实时能力,μC/OS-Ⅱ可以将一个复杂的应用划分为多个相互独立的任务,并根据任务的重要性来分配优先级。任务的调度完全由μC/OS-Ⅱ的实时内核完成,主要包括任务的状态管理、选择最高优先级的任务、执行任务和撤销任务等,μC/OS-Ⅱ内核还负责CPU时间分配,CPU时间总是优先分配给中断事件,其次是任务队列中当前优先级最高的任务,不同任务间的通信可以通过μC/OS-Ⅱ提供的信号量、邮箱、信息队列等机制完成,他的绝大部分代码是用C语言编写的,可移植性强,因此1997年以后,在国际上逐渐被广泛采用。
2 其软硬件体系及可移植性分析
μC/OS-Ⅱ核心代码很小,程序开发人员要把他移植到自己的目标板中只需做少量的工作。图1是基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式系统的软硬件体系结构。
虽然μC/OS-Ⅱ大部分源代码是用C语言写的,但是完成和处理器有关的代码时,还是用汇编语言来实现的,由图1可以看出,μC/OS-Ⅱ的移植的主要工作是修改与处理器相关部分的代码,他们集中在3个文件中,其中,OS_CPU.H包含与处理器相关的常量、宏和结构体的定义;OS_CPU_C.C和OS_CPU_ASM中定义了用于底层的任务切换,退出中断服务程序,在CPU级屏蔽中断、打开中断、对任务栈初始化以及时钟的中断服务程序的函数等,为了使应用程序运行于μC/OS-Ⅱ上,还要相应地修改应用中使用的硬件和设备驱动。
3 μC/OS-Ⅱ的移植工作
3.1 与应用相关的代码
这一部分是用户根据自己的应用系统来定制合适的内核服务功能,包括2个文件:OS_CFG.H和INCLUDES.H。