基于μC/OS-II的整车控制器系统技术设计

作者：时间：2012-03-13来源：网络收藏

(2)OSCtxSw()

当从低优先级的任务切换到较高优先级的任务时，调用任务切换函数OSCtxSw()保存处理器的内容和任务指针到当前任务的任务堆栈，然后执行用户调用函数OSTaskSwHook()，最后从要执行任务的任务堆栈里恢复寄存器和堆栈中的内容，执行中断返回指令开始运行新的任务。

(3)OSIntCtxSw()

当需要在中断发生后切换到更高优先级的任务时，调用中断级任务切换函数OSIntCtxSw()，然后执行用户调用函数OSTaskSwHook()。因为该函数是在中断程序中被调用，所以不需要保存中断任务的寄存器；中断子程序在调用函数OSInExit()时，将返回地址压入堆栈，在这里不需要再返回，所以必须从堆栈中清理掉返回地址。

(4)OSTickISR()

OSTickISR()是μC／OS-II中的时钟节拍中断服务程序。在每个时钟节拍调用该函数，给每个处于延时的任务延时减1，并检查所有处于延时状态的任务是否延时结束成为就绪任务。然后调用OSIntExit()，如果有优先级更高的任务就绪，OSIntExit()就会进行任务调度。OSIntExit()并不返回调用者，而是用新的任务堆栈中的内容来恢复CPU现场，由中断返回执行新的任务。

3.2.4OS_CPU_C.C

用户需要编写6个C语言函数OSTaskStkInit()、OSTaskCreateHook()、OSTaskDelHook()、OSTaskSwHook()、OSTaskSatHook()、OSTimeTickHook()。其中，唯一必要的是OSTaskStkInit()，其他5个必须声明，但可以不包含代码。

OSTaskStkInit()由任务创建函数OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()调用，在建立每个任务的时候初始化任务堆栈。开始运行这个任务就是模拟中断返回，把初始化后堆栈中保存的值恢复到各个寄存器。初始化任务堆栈时，要传递任务代码起始指针(Ptask)、参数指针(Pdata)、任务堆栈栈顶指针。任务堆栈初始化完成后，返回一个新的堆栈栈顶指针，OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()将它保存到OSTCB中。

在OS_CPU_C.C文件中可以创建5个钩子函数，使用的前提是配置文件中常量OS_CPU_HOOKS_EN使能。

至此，μC／OS-II操作系统的移植基本完成。

4 整车 控制器软件多任务设计

整车 控制器软件设计以实时操作系统作为开发平台，将应用程序分解成多任务，简化了系统软件的设计，保证了整车控制系统的实时性，提高了系统的稳定性与可靠性。整个系统的主程序流程如图3所示。

4.1 定时器模块

定时器的主要功能是为软件程序提供基准时钟。本应用选择T5作为时钟基准，在初始化函数void GPT_vInit()中完成模块寄存器配置；中断服务程序设置为OSTicklSR()，中断向量为0x25。通过建立时钟任务函数Timer_Int()，调用时钟节拍函数OSTimeTick()，实现定时器与系统时钟的连接。系统时钟节拍编程为1 ms，可以减少中断服务时间，提高实时性。

4.2 CAN通信模块

CAN通信模块功能是实现整车控制器与其他节点间的信息传输。周期性传输，传输周期为20 ms，通信速率为250 kbps，中断调用CAN通信服务程序。

创建CAN通信模块任务CAN_Trans，任务优先级3：

4.3 A／D模块

A／D模块功能是完成读取蓄电池电压、加速踏板传感器和节气门位置传感器信号，并进行模数转换，被其他函数调用。

创建A／D转换模块任务ADC_Cony，任务优先级4：

4.4 整车控制主程序模块

在混合动力汽车系统各模块自检成功后，整车控制器要求启动电池，进入正常EV工作模式。然后通过判断档位，钥匙开关和油门踏板等信息，进入不同的处理模块。控制策略包括整车控制策略和能量流管理策略，实现基于扭矩算法的控制输出。

创建整车控制主程序任务Drive_Ctr，优先级9：

OSTaskCreate(Drive_Ctr，(void*)Drive_Ctr[OS_TASK_STK]，9)

这里限于篇幅不再介绍其他模块，大体过程相似。

结语

随着汽车整车技术的不断发展和法规日益严格的要求，汽车电子系统会变得越来越复杂，采用操作系统来实现对复杂任务的管理和协调，将成为不可避免的趋势。

本文通过混合动力整车控制器的软硬件设计，详细说明了μC／OS-II系统移植过程，优化了系统软件设计，充分满足了系统的需求。经实车试验测试取得了很好的效果。