uCOS-II操作系统在ARM平台的官方移植指南

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"uCOS-II ARM Port 移植——美国华盛顿大学公开课程" 在嵌入式系统开发中，操作系统移植是一项关键任务，特别是在使用广泛且性能强大的ARM处理器时。uCOS-II是一个流行的实时操作系统（RTOS），它以其小巧、高效而闻名。本课程详细介绍了如何将uCOS-II移植到ARM平台上，这涉及到对uC/OSII内核的理解，以及对目标硬件平台特性的适应。 uC/OS-II自1995年以来就在基于ARM的处理器上运行，但不同版本和目标板之间的移植工作可能会因编译器差异而有所不同。Micrium官方提供的移植指南旨在为开发者提供一个统一的、适用于ARM7和ARM9处理器的移植框架，同时支持ARM和Thumb模式的应用程序。图11显示了一个模块间关系的块图，包括应用程序、uC/OS-II内核、移植代码和板级支持包（BSP）。移植过程中的核心是理解ARM程序员模型。ARM7TDMI和ARM92xT是常见的ARM处理器变体，其中"T"代表Thumb指令集。Thumb指令集是为了提高代码密度而引入的，它允许指令长度为16位，而不是传统的32位，从而节省存储空间。这种模式使得在资源有限的嵌入式系统中更加高效地运行代码成为可能。在移植过程中，开发者需要关注以下几个方面： 1. **内核适配**：理解uCOS-II内核的调度、任务管理、信号量、互斥锁等机制，并确保这些机制能在ARM处理器上正确实现。 2. **中断服务例程**：编写或调整中断服务例程，使之与ARM的中断处理机制兼容。 3. **BSP**：根据目标板的具体硬件资源，如存储器、外设接口等，编写或修改BSP，以提供底层驱动支持。 4. **编译器兼容性**：确保移植的代码能与选定的ARM编译器（如GCC或Keil）无缝配合。 5. **启动代码**：编写启动代码，使系统从裸机状态加载到uCOS-II并初始化必要的硬件。 6. **异常处理**：实现ARM处理器的异常处理，包括数据访问异常、预取指异常等。 7. **调试与测试**：通过调试工具进行系统级调试，确保所有功能在各种条件下都能正确运行。通过这个课程，学习者可以掌握uCOS-II在ARM上的移植技巧，了解如何将一个RTOS整合到自己的嵌入式项目中，从而提高系统的效率和可靠性。这对于那些希望在ARM平台上构建实时应用的开发者来说，是一个宝贵的资源。

Data Types

Listing 32, OS_CPU.H, Data Types

typedef unsigned char BOOLEAN;

typedef unsigned char INT8U;

typedef signed char INT8S;

typedef unsigned short INT16U; // (1)

typedef signed short INT16S;

typedef unsigned int INT32U;

typedef signed int INT32S;

typedef float FP32; // (2) typedef double FP64;

typedef unsigned int OS_STK; // (3)

typedef unsigned int OS_CPU_SR; // (4)

A short is 16 bits and an int is 32 bits. Most ARM compilers should have the same

definitions.

Floating point data types are included even though uC/OSII doesn’t make use of

floatingpoint numbers.

Since a stack entry for the ARM processor is always 32 bits wide, OS_STK is declared

accordingly. All task stacks must be declared using OS_STK as its data type.

The status register (the CPSR and SPSR) on the ARM processor is 32 bits wide. The

OS_CPU_SR data type is used when OS_CRITICAL_METHOD #3 is used (described

below). In fact, this port only supports OS_CRITICAL_METHOD #3 because it’s the

preferred method for uC/OSII ports.

Critical Sections

uC/OSII, as with all realtime kernels, needs to disable interrupts in order to access critical

sections of code and reenable interrupts when done.

uC/OSII defines two macros to disable and enable interrupts: OS_ENTER_CRITICAL()

and OS_EXIT_CRITICAL(), respectively. uC/OSII defines three ways to disable interrupts

but, you only need to use one of the three methods for disabling and enabling interrupts.

The book (MicrouC/OSII, The RealTime Kernel) describes the three different methods.

The one to choose depends on the processor and compiler. In most cases, the prefered

method is OS_CRITICAL_METHOD #3.

OS_CRITICAL_METHOD #3 implements OS_ENTER_CRITICAL() by writing a function

that will save the status register of the CPU in a variable. OS_EXIT_CRITICAL() invokes

another function to restore the status register from the variable.

It’s recommended you call the functions expected in OS_ENTER_CRITICAL() and

OS_EXIT_CRITICAL(): OS_CPU_SR_Save() and OS_CPU_SR_Restore(), respectively.

OS_CPU.H, OS_ENTER_CRITICAL() and OS_EXIT_CRITICAL()

#define OS_CRITICAL_METHOD 3

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3

#if OS_CPU_INT_DIS_MEAS_EN > 0

#define OS_ENTER_CRITICAL() {cpu_sr = OS_CPU_SR_Save(); \

OS_CPU_IntDisMeasStart();}

Micrium uCOS-II ARM Port — EmbSys 2012 documentation http://courses.washington.edu/cp105/uCOS Port/uCOS Port.html

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