嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ的移植实例

摘要：随着科技的发展，嵌入式系统的应用越来越广泛，为了进行射频功率校准系统的嵌入式软件开发，需要将嵌入式实时操作系统μC／OS -Ⅱ移植到sharp lh79520微处理器上。分析了嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ的代码结构，接着，对目前流行的嵌入式微处理器sharp lh795 20的特点进行了说明，详细介绍了μC／OS-Ⅱ在sharp lh79520处理器上的移植过程，特别对OS_CPU_A．ASM文件的修改给出了详细的移植代码，最后对移植的代码进行了严格的测试，结果表明移植后的μC／OS-Ⅱ操作系统内核运行稳定可靠，验证了移植的成功。
关键词：嵌入式操作系统；μC／OS-Ⅱ；sharp lh79520；ARM7TDMI；移植

0 引言
在嵌入式操作系统领域，Jean J．Labrosse开发的μC／OS，由于开放源代码和强大而稳定的功能，在嵌入式系统领域引起强烈反响。 μC／OS-Ⅱ开放源代码的方式使其不但知其然，还知其所以然。通过对于系统内部结构的深入了解，能更加方便地进行开发和调试；并且在这种条件下，完全可以按照设计要求进行合理的裁减、扩充、配置和移植。自1992第1版问世以来，已有成千上万的开发者把它成功地应用于各种系统，安全性和稳定性已经得到认证，现已经通过美国FAA认证。

1 μC／OS-Ⅱ简介
1．1 μC／OS-Ⅱ的特点
μC／OS-Ⅱ是一个完整、可移植、可固化、可裁剪的占先式实时多任务内核。μC／OS-Ⅱ用ANSIC语言编写，包含一小部分汇编语言代码，使之可以供不同架构的微处理器使用。μC／OS-Ⅱ可以管理64个任务，具有信号量、互斥信号量、事件标志组、消息邮箱、消息队列、任务管理、时间管理和内存管理等系统功能。
μC／OS-Ⅱ可以大致分成核心、任务处理、时间处理、任务同步与通信，CPU的移植等5个部分。μC／OS-Ⅱ操作系统内核的主要工作就是对任务进行管理和调度。从应用程序设计的角度来看，μC／OS-Ⅱ的任务就是一个线程，就是一个用来解决用户问题的C语言函数和与之相关联的一些数据结构而构成的一个实体。
从任务的存储结构来看，μC／OS-Ⅱ的任务由3个部分构成：任务程序代码、任务堆栈和任务控制块。其中，任务控制块用来保存任务属性；任务堆栈用来保存任务工作环境；任务程序代码是任务的执行部分。
1．2 μC／OS-Ⅱ的系统结构
图1说明了μC／OS-Ⅱ的软硬件体系结构。

应用程序处于整个系统的顶层，每个任务都可以认为自己独占了CPU，因而可以设计成为一个无限循环。μC／OS-Ⅱ处理器无关的代码，μC／OS-Ⅱ的系统服务，应用程序可以使用这些API函数进行内存管理、任务间通信以及创建、删除任务等。

2 SHARP LH79520微处理器简介
LH79520微处理器是夏普公司(SHARP)设计的32位ARM7TDMI RISC处理器核，具有低功耗、高性能的特点，主要功能描述如下：工作在77．414 4 MHz，带8 kHz缓存的2．5 V的静态ARM7TDMI CPU核；一个集成的SDRAM控制器和静态存储器控制器；DMA控制器；彩色LCD控制器(CLCDC)；同步串行口(SSP)；集成了3个通用异步收发器(UART)；脉宽调制器(PWM)，最高到16位的分辨率；矢量中断控制器包含了对20个内部和8个外部中断源中断请求的控制和应用；看门狗定时器Watchdog Timer；提供最多86位的可编程输入／输出口(GPIO)。

3 μC／OS-Ⅱ的移植
由于μC／OS-Ⅱ是一个通用性的操作系统，所以对于关键问题上的实现，还是需要根据具体CPU的具体内容和要求作相应的移植。
基于ARM7TDMI的处理器LH79520完全满足移植的要求，本文将μC／OS-Ⅱ移植到LH79520上，使用IAR EWARM作为编译器，修改与处理器类型有关部分的代码。
将μC／OS-Ⅱ移植到ARM处理器上，大部分的修改工作集中在3个和体系结构相关的文件中，这3个文件是OS_CPU_C．C，OS_CPU_C．h及OS_CPU_A．s，下面分别介绍这3个文件的移植过程。
3．1 修改OS_CPU．H文件
OS_CPU．H文件包括了用#define语句定义的、与处理器相关的常数、宏以及类型。