uC/OS-II在EP7312上的移植

引 言

　　随着Internet和后PC时代的到来，嵌入式系统的应用愈来愈广泛，嵌入式产品在人们的生活中无处不在。今天，嵌入式系统带来的工业年产值已超过1万亿美元，已经在IT产业中占有很大的比重。

　　通常，应用程序对嵌入式软件的基本要求是体积小、执行速度快、具有较好的裁减性和可移植性。嵌入式软件的灵魂是嵌入式操作系统。在特定的操作系统之上开发应用软件，可以让程序开发人员屏蔽掉很多低层硬件细节，使得应用程序调试方便、移植简单、易维护，同时开发周期也短。目前，实时操作系统很多，如VxWorks、Window CE、pSOS、QNX、LynxOS等等。这些操作系统都具有高可靠性、很强的实时性等特点，但它们都是商业操作系统，价格昂贵，人们往往很难接受。μC/OS-II的出现是对这些商业操作系统的一个很大的冲击。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。

1 μC/OS-II简介

　　μC/OS-II并非一个完整的实时操作系统，它只是一个实时内核。μC/OS-II不像其它实时操作系统一样，提供给用户的是一个标准的API函数，程序开发人员利用操作系统提供的API函数进行应用程序的开发。要想在μC/OS-II内核上进行应用程序的开发，就需要程序开发人员在实时内核的基础上建立自己的实时操作系统。首先，把μC/OS-II移植到自己的硬件目标板上，写出相应的驱动程序以及用户图形界面等等；在这些接口函数之上，加上用户自己的应用程序，就构成了嵌入式软件。

2 μC/OS-II在EP7312上的移植

　　μC/OS-II的移植条件是：只要该处理器有堆栈，有CPU内部寄存器入栈、出栈指令；使用的C编译器支持内嵌汇编（inline assembly）或者该C语言可扩展，可连接汇编模块，使得关中断、开中断能在C语言程序中实现。Cirrus Logic公司生产的EP7312芯片内部采用的是ARM720T处理器，内部有37个寄存器。其中R13通常用作堆栈指针。堆栈寻址是隐含的，堆栈指针所指定的存储单元就是堆栈的栈顶，堆栈寻址通常有两种方式向上生长和向下生长。ARM处理器有ARM和Thumb两种指令集。每种指令集都有丰富的指令可以对堆栈进行操作。堆栈指针指向最后压入堆栈的有效数据，称为满堆栈（full stack）；堆栈指针指向下一个数据项放入的空位置，称为空堆栈（empty stack）。根据堆栈的生长方向不同，可以生成4种类型的堆栈，即满递增、空递增、满递减、空递减。我们所使用的ARM SDT（ARM Software Development Kit）开发系统内含的编译器，同样也支持内嵌汇编，所以μC/OS-II完全可以移植到EP7312上。

　　μC/OS-II核心代码很小，程序开发人员要把它移植到自己的目标板中只需做少量的工作。图1是μC/OS-II硬件和软件的体系结构。

　　虽然μC/OS-II大部分源代码是用C语言写的，但是完成和处理器一些有关的代码时，还是必须要用汇编语言来实现的。寄存器的读、写只能通过汇编语言的存储和加载指令来实现。要使μC/OS-II能够正常工作， 处理器必须满足以下要求：

　① 处理器的C编译器能产生可重入代码；

　② 用C语言可以打开和关闭中断；

　③ 处理器支持中断，并且能够产生定时中断（通常在10~100Hz之间）；

　④ 处理器能够支持容纳一定量数据的硬件堆栈；