LPC2292的μC/OS-II硬件抽象层构建

3 在LPC2292上构建硬件抽象层
3.1 LPC2292简介
　　LPC2292/LPC2294 微控制器是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的16/32 位ARM7TDMIS CPU，带有256 KB 嵌入的高速Flash 存储器。128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32 位代码能够在最高时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16 位Thumb 模式将代码规模减小30%以上，而性能的损失却很小。
　　由于LPC2292/LPC2294 的144 脚封装、极低的功耗、多个32 位定时器、8 通道10 位ADC、2/4 （LPC2292/LPC2294）高级CAN、PWM 通道以及多达9 个外部中断引脚，使它们特别适用于汽车、工业控制应用以及医疗系统和容错维护总线。LPC2292/LPC2294 含有76（使用了外部存储器）到112 个（单片）可用GPIO 口。由于内置了宽范围的串行通信接口，它们也非常适合于通信网关、协议转换器以及许多其他的应用中。
3.2 类型定义
　　在将μC/OS-II移植到LPC2292处理器上时,首先进行基本配置和数据类型定义。重新定义数据类型是为了增加代码的可移植性，因为不同的编译器所提供的同一数据类型的数据长度并不相同，例如int型,在有的编译器中是16 位,而在另外一些编译器中则是32 位。所以,为了便于移植，需要重新定义数据类型。μC/OS-II类型定义如下：
　　typedef unsigned char BOOLEAN;/*布尔变量*/
　　typedef unsigned char INT8U;/*无符号8位整型变量*/
　　typedef signed char INT8S;/*有符号8位整型变量*/
　　typedef unsigned short INT16U;/*无符号16位整型变量*/
　　typedef signed short INT16S;/*有符号16位整型变量*/
　　typedef unsigned int INT32U;/*无符号32位整型变量*/
　　typedef signed intINT32S;/*有符号32位整型变量*/
　　typedef floatFP32;/*单精度浮点数（32位长度）*/
　　typedef doubleFP64;/*双精度浮点数（64位长度）*/
　　typedef INT32UOS_STK;/*堆栈是32位宽度*/
3.3 任务堆栈初始化
　　在μC/OS-II中，函数OSTaskStkInit（）对任务堆栈进行初始化,在LPC2292中,任务堆栈空间由高到低依次为PC ,LR，R12 ,R11，…，R1，R0，CPSR，SPSR。 在进行堆栈初始化以后,OSTaskStkInit ( ) 返回新的堆栈栈顶指针。图2为任务堆栈增长的方向。其初始化过程如下：
　　*stk = (OS_STK) task;/*PC*/
　　*--stk = (OS_STK) task;/*LR*/　　//寄存器初始化R12到R1
　　*--stk = 0;/*R12*/
　　*--stk = 0;/*R1*/
　　*--stk = (OS_STK)pdata;/* R0,参数*/
　　*--stk = (USER_USING_MODE|0x00);/*SPSR，允许IRQ、FIQ中断*/

图2 堆栈增长的方向

3.4 任务上下文切换
　　任务上下文管理负责嵌入式操作系统内核中任务管理部分对任务寄存器上下文的创建、删除以及切换等操作。任务的寄存器上下文是操作系统内核所管理的任务的重要组成部分，是CPU内核的寄存器中内容的映像，因此上下文管理的实现依赖于CPU 内核中寄存器的组织，是与体系结构密切相关的。通用硬件抽象层的任务上下文管理统一定义体系结构中的寄存器上下文的保护格式，提供了任务管理对任务上下文的基本操作的API接口。
　　μC/OS-II的任务切换其实就是通过改变PC中的内容来实现的。将PC指向新任务开始运行的地方，同时将当前任务（被抢占任务）环境保存到相应的任务堆栈中，将新任务环境从任务堆栈中恢复到相应的寄存器中。
　　μC/OS-II用OS_TASK_SW（）完成任务级切换。将μC/OS-II移植到LPC2292上，其任务切换代码如下：
　　;OS_TASK_SW
　　;/************************************************
　　;① 在当前任务（被抢占任务）的堆栈保存当前任务环境
　　;/************************************************
　　STMFDSP!, {LR};LR中其实是任务切换时对应的PC值
　　STMFDSP!, {LR}
　　STMFDSP!, {R0R12}
　　MRSR0,CPSR
　　STMFDSP!,{R0}
　　;/************************************************
　　;② 获取当前任务（被抢占任务）控制块地址，地址在R0；获取当
　　;前任务（被抢占任务）SP地址，在R1；保存新SP到当前任务（被
　　;抢占任务）的TCB
　　;/************************************************
　　LDRR0,=OSTCBCur
　　LDRR1,[R0]
　　STRSP,[R1]
　　;/**********************************************
　　;③ 获取新最高优先级任务控制块地址，保存最高优先级任务
　　;地址到当前任务地址
　　;/************************************************
　　LDRR2,=OSTCBHighRdy
　　LDRR1,[R2]
　　STRR1,[R0]
　　;/************************************************
　　;④ 获取当前新任务SP
　　;/************************************************
　　LDRSP,[R1]
　　;/************************************************
　　;⑤ 恢复任务环境
　　;/************************************************
　　LDMFDSP!,{R0}
　　MSRSPSR_csxf,R0
　　LDMFDSP!,{R0R12,PC}^