基于时代民芯SoC的MXT•RTOS51实时系统

　　MXT8051性能简介

　　MXT8051是北京时代民芯科技有限公司的一款高速单指令周期8051为核的SoC，集成有丰富的片上资源，包括大容量存储空间32kBFlash和1kB XRAM ;数字部分包括3路PWM、串口UART、看门狗WDT、2个16位Timer、5个外部中断源、RTC时钟、内部OSC和外部时钟可选等模块;模拟部分包括4通道2kHz 10位AD转换器、可编程增益放大器(PGA)、2个轨对轨 OP放大器、0.64V和0.98V参考电压源输出等模块;此外还集成了4com*36seg LCD驱动器。

　　MXT8051丰富的片上资源以及大容量存储空间32kBFlash和1kB XRAM能够满足实时系统代码装载和系统对片外数据存储器的容量要求。虽然该MCU内部RAM仅有128Bytes、也无非易失性存储器，但量身定制的MXT•RTOS51仍能流畅运行，为其在嵌入式系统中的推广应用提供了良好的软件开发平台。

　　实时多任务操作系统的应用趋势

　　单片机系统的软件变得越来越复杂，尤其是在多任务系统中。采用编程语言在硬件上直接编写的前后台方式的单片机软件，稳定性差和软件维护困难的缺点早已成为业内共识。这种经典的开发方法，越来越难以适应单片机技术发展的需求。

　　单片机面对的是瞬息万变的市场需求，如何快速实现目标系统的商业化开发，要解决的是技术开发速度和产品稳定性这似乎向悖的难题。有数据表明，在单片机产品开发中平均有50%以上的时间花在了软件代码的开发上。

　　据此，从技术与市场现状出发，应用多任务实时操作系统(RTOS)作为嵌入式产品的软件开发平台正逐步成为嵌入式应用技术的主流。

　　MXT•RTOS51的特点

　　MXT•RTOS51发挥了MXT8051以8051为核、高集成度SoC的这个特征。一方面作为兼容51系列单片机的RTOS，首先是属于占先式、可固化、可管理16个用户任务的小型化实时操作系统。另一方面它支持片上资源，把这些资源看作一般RTOS中的板上设备，并仿照板上设备提供了类似的板级支持包BSP。除此以外，MXT•RTOS51的移植中还针对处理器MXT8051特点，在以下几点做了特别处理。

　　任务栈

　　MXT8051的架构决定只有少量的内部RAM可以用作堆栈，MXT•RTOS51通过搬移RAM的方式把所有空闲的RAM分配给当前任务作堆栈，即以时间换空间的方法防止在较多用户任务运行时任务栈的溢出。这种方式会增加少量的CPU时间开销，但这对高速单周期的MXT8051来说实在不成问题。

　　任务间通讯

　　任务之间的通讯通过消息来传递，为节省内存，MXT•RTOS51的消息是个字节变量。变量取值范围为0～255，含义由用户任意解释。使用消息前必须先在Os_cfg.h中把EN_OS_Q配置成1，并建立消息队列，消息队列建立在XRAM中。

　　共享资源

　　嵌入式系统中的软、硬部件都有可能成为一个以上用户任务的共享资源，如键盘、显示器、E2PROM甚至一个变量等。共享资源的使用必须满足互斥条件，常规的方法是通过信号量辨析来获得这些资源的使用权。为减少内存消耗，MXT•RTOS51当前版本没有引入信号量，这就要求使用共享资源的时候要特别小心，防止数据遭到意外的破坏。

　　MXT•RTOS的板级支持包

　　板级支持包的作用

　　板级支持包BSP，是介于目标板硬件和操作系统之间的中间层软件，属于操作系统的一部分。主要目的是为了支持操作系统，使用户任务的代码呈现与硬件的无关性，以简化软件的编写、升级与维护。MXT•RTOS51的BSP包含了对片上资源(SoC)和板上资源(SoB)的共同支持。