隨著科技的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應用越來越廣泛，為了進行射頻功率校準系統(tǒng)的嵌入式軟件開發(fā)，需要將嵌入式實時操作系統(tǒng)μC／OS -Ⅱ移植到sharp lh79520微處理器上。分析了嵌入式實時操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ的代碼結構，接著，對目前流行的嵌入式微處理器sharp lh795 20的特點進行了說明，詳細介紹了μC／OS-Ⅱ在sharp lh79520處理器上的移植過程，特別對OS_CPU_A．ASM文件的修改給出了詳細的移植代碼，最后對移植的代碼進行了嚴格的測試，結果表明移植后的μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)內(nèi)核運行穩(wěn)定可靠，驗證了移植的成功。

在嵌入式操作系統(tǒng)領域，Jean J．Labrosse開發(fā)的μC／OS，由于開放源代碼和強大而穩(wěn)定的功能，在嵌入式系統(tǒng)領域引起強烈反響。 μC／OS-Ⅱ開放源代碼的方式使其不但知其然，還知其所以然。通過對于系統(tǒng)內(nèi)部結構的深入了解，能更加方便地進行開發(fā)和調試；并且在這種條件下，完全可以按照設計要求進行合理的裁減、擴充、配置和移植。自1992第1版問世以來，已有成千上萬的開發(fā)者把它成功地應用于各種系統(tǒng)，安全性和穩(wěn)定性已經(jīng)得到認證，現(xiàn)已經(jīng)通過美國FAA認證。

1 μC／OS-Ⅱ簡介

1．1 μC／OS-Ⅱ的特點

μC／OS-Ⅱ是一個完整、可移植、可固化、可裁剪的占先式實時多任務內(nèi)核。μC／OS-Ⅱ用ANSIC語言編寫，包含一小部分匯編語言代碼，使之可以供不同架構的微處理器使用。μC／OS-Ⅱ可以管理64個任務，具有信號量、互斥信號量、事件標志組、消息郵箱、消息隊列、任務管理、時間管理和內(nèi)存管理等系統(tǒng)功能。

μC／OS-Ⅱ可以大致分成核心、任務處理、時間處理、任務同步與通信，CPU的移植等5個部分。μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)內(nèi)核的主要工作就是對任務進行管理和調度。從應用程序設計的角度來看，μC／OS-Ⅱ的任務就是一個線程，就是一個用來解決用戶問題的C語言函數(shù)和與之相關聯(lián)的一些數(shù)據(jù)結構而構成的一個實體。

從任務的存儲結構來看，μC／OS-Ⅱ的任務由3個部分構成：任務程序代碼、任務堆棧和任務控制塊。其中，任務控制塊用來保存任務屬性；任務堆棧用來保存任務工作環(huán)境；任務程序代碼是任務的執(zhí)行部分。

1．2 μC／OS-Ⅱ的系統(tǒng)結構

圖1說明了μC／OS-Ⅱ的軟硬件體系結構。

應用程序處于整個系統(tǒng)的頂層，每個任務都可以認為自己獨占了CPU，因而可以設計成為一個無限循環(huán)。μC／OS-Ⅱ處理器無關的代碼，μC／OS-Ⅱ的系統(tǒng)服務，應用程序可以使用這些API函數(shù)進行內(nèi)存管理、任務間通信以及創(chuàng)建、刪除任務等。

2 SHARP LH79520微處理器簡介

LH79520微處理器是夏普公司(SHARP)設計的32位ARM7TDMI RISC處理器核，具有低功耗、高性能的特點，主要功能描述如下：工作在77．414 4 MHz，帶8 kHz緩存的2．5 V的靜態(tài)ARM7TDMI CPU核；一個集成的SDRAM控制器和靜態(tài)存儲器控制器；DMA控制器；彩色LCD控制器(CLCDC)；同步串行口(SSP)；集成了3個通用異步收發(fā)器(UART)；脈寬調制器(PWM)，最高到16位的分辨率；矢量中斷控制器包含了對20個內(nèi)部和8個外部中斷源中斷請求的控制和應用；看門狗定時器Watchdog Timer；提供最多86位的可編程輸入／輸出口(GPIO)。

3 μC／OS-Ⅱ的移植

由于μC／OS-Ⅱ是一個通用性的操作系統(tǒng)，所以對于關鍵問題上的實現(xiàn)，還是需要根據(jù)具體CPU的具體內(nèi)容和要求作相應的移植。

基于ARM7TDMI的處理器LH79520完全滿足移植的要求，本文將μC／OS-Ⅱ移植到LH79520上，使用IAR EWARM作為編譯器，修改與處理器類型有關部分的代碼。

將μC／OS-Ⅱ移植到ARM處理器上，大部分的修改工作集中在3個和體系結構相關的文件中，這3個文件是OS_CPU_C．C，OS_CPU_C．h及OS_CPU_A．s，下面分別介紹這3個文件的移植過程。

3．1 修改OS_CPU．H文件

OS_CPU．H文件包括了用#define語句定義的、與處理器相關的常數(shù)、宏以及類型。

3．1．1 數(shù)據(jù)類型
μC／OS-Ⅱ不使用C語言中的short，int和long等數(shù)據(jù)類型的定義，因為它們與處理器類型有關，隱含著不可移植性。代之以移植性強的整數(shù)數(shù)據(jù)類型，這樣，既可直觀又可移植，不過這就成了必須移植的代碼。根據(jù)IAR EWARM C編譯器的特性，特做如下定義：

3．1．2 代碼臨界區(qū)
RTOS在進入系統(tǒng)臨界區(qū)前必須關閉中斷，退出臨界區(qū)后再開中斷，μC／OS-Ⅱ定義了2個宏來開／關中斷：

3．1．3 堆棧增長方向
堆棧增長方向與編譯器有關，在μC／OS-Ⅱ中，用OS_STK_GROWTH來設置堆棧的增長方向，OS_STK_GROWTH為O表示堆棧從低地址向高地址方向增長；OS_STK_GROWTH為1表示堆棧從高地址向低地址方向增長，在本例中堆棧從高地址向低地址方向增長，其宏定義為：
#define OS_STK_GROWTH 1；／*堆棧從高地址向低地址增長*／

3．2 修改OS_CPU_C．C文件

3．2．1 任務堆棧初始化

修改OSTaskStkInit()函數(shù)，OSTaskStkInit()由任務創(chuàng)建函數(shù)OSTaskCreate()或OSTaskCreateExT()調用，用來初始化任務的堆棧。OS Task StkInit()與調用它的函數(shù)由3個參數(shù)進行傳遞：任務代碼起始地址(task)，參數(shù)指針(p_arg)，任務堆棧頂?shù)刂?ptos)。

后5個函數(shù)為鉤子函數(shù)，如無特殊需求可以不加代碼。
3．2．2 中斷級任務切換函數(shù)
OSINTCtxSw()函數(shù)通過設置一個全局變量OSIntCtxSwFlag標志以表示在中斷服務程序中進行任務切換，并在OSTICkISR()中判斷該變量以進行正確的動作。

3．3 修改OS_CPU_A．ASM文件
在此文件中需改寫4個函數(shù)：OSStartHighRdy()，OSCtxSw()，OSIntCtxSw()和OSTickISR()。
3．3．1 OSStartHighRdy()函數(shù)
該函數(shù)由OSStart()調用，功能是運行優(yōu)先級最高的就緒任務，其代碼如下：

3．3．2 OSCtxSw()函數(shù)
此函數(shù)用以實現(xiàn)任務級的切換，實現(xiàn)由低優(yōu)先級任務向高優(yōu)先級任務切換。此函數(shù)被任務調度函數(shù)OS_Sched()調用，實現(xiàn)任務切換，其代碼如下：

3．3．3 OSINTCtxSw()函數(shù)
該函數(shù)的作用是在時鐘中斷服務例程中發(fā)現(xiàn)有高優(yōu)先級任務等待的時鐘信號到來時，則在中斷退出后并不返回被中斷任務，而是直接調度就緒的高優(yōu)先級任務執(zhí)行，這樣做能夠盡快地讓高優(yōu)先級的任務得到響應，保證系統(tǒng)的實時性能。
OSIntCtxSw()函數(shù)中大部分代碼同OSCtxSw()函數(shù)是一樣的，區(qū)別只是，需要保存中斷模式下的堆棧，在切換到用戶模式下運行新任務。
3．3．4 OSTICkISR()函數(shù)
OSTickISR()是μC／OS-Ⅱ的時鐘節(jié)拍函數(shù)，主要實現(xiàn)任務的切換，其代碼如下：



4 測試移植代碼
上述的移植工作是最基本的內(nèi)容，除此之外，還要加上硬件初始化和相應的配置文件。
為了驗證μC／OS-Ⅱ移植成功，需要測試移植代碼。首先不加任何應用代碼來測試移植好的μC／OS-Ⅱ，也就是說先測試內(nèi)核自身的運行情況是否良好。
內(nèi)核運行良好時，通過以下4個步驟測試移植代碼的運行：
(1)確保C編譯器、匯編編譯器和連接器的正常工作；
(2)驗證OSTaskStkInit()和OSStartHighRdy()函數(shù)的正確運行；
(3)驗證OSCtxSw()函數(shù)；
(4)驗證OSIntCtxSw()和OSTickIsr()函數(shù)的正確運行。
若全部能夠正常運行，那就是移植的μC／OS-Ⅱ已經(jīng)能夠正常的工作了，可以添加應用任務了。

5 結語
嵌入式實時操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ的使用使得程序的可讀性、可靠性、可擴展性有很大的改善。本文從實際出發(fā)，給出源代碼開放嵌入式實時操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ在微處理器LH79520上的移植方案，移植后的操作系統(tǒng)順利經(jīng)過測試，運行穩(wěn)定，并達到了實時系統(tǒng)的要求。