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引言
实时操作系统的使用，能够简化嵌入式系统的应用开发，有效地确保稳定性和可靠性，便于维护和二次开发。 μC/OS-II是一个基于抢占式的实时多任务内核，可固化、可剪裁、具有高稳定性和可靠性，除此以外，μC/OS-II的鲜明特点就是源码公开，便于移植和维护。 在μC/OS-II官方的主页上可以查找到一个比较全面的移植范例列表。但是，在实际的开发项目中，仍然没有针对项目所采用芯片或开发工具的合适版本。那么，不妨自己根据需要进行移植。 本文则以在TMS320C6711 DSP上的移植过程为例，分析了μC/OS-II在嵌入式开发平台上进行移植的一般方法和技巧。 
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μC/OS-II移植的基本步骤
在选定了系统平台和开发工具之后，进行μC/OS-II的移植工作，一般需要遵循以下的几个步骤： ● 深入了解所采用的系统核心 ● 分析所采用的C语言开发工具的特点 ● 编写移植代码 ● 进行移植的测试 ● 针对项目的开发平台，封装服务函数 （类似80x86版本的PC.C和PC.H） |
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系统核心
无论项目所采用的系统核心是MCU、DSP、MPU，进行μC/OS-II的移植时，所需要关注的细节都是相近的。 首先，是芯片的中断处理机制，如何开启、屏蔽中断，可否保存前一次中断状态等。还有，芯片是否有软中断或是陷阱指令，又是如何触发的。 此外，还需关注系统对于存储器的使用机制，诸如内存的地址空间，堆栈的增长方向，有无批量压栈的指令等。 在本例中，使用的是TMS320C6711 DSP。这是TI公司6000系列中的一款浮点型号，由于其时钟频率非常高，且采用了超常指令字（VLIW）结构、类RISC指令集、多级流水等技术，所以运算性能相当强大，在通信设备、图像处理、医疗仪器等方面都有着广泛的应用。 在C6711 中，中断有3种类型，即复位、不可屏蔽中断（NMI）和可屏蔽中断（INT4-INT15）。可屏蔽中断由CSR寄存器控制全局使能，此外也可用IER寄存器分别置位使能。而在C6711中并没有软中断机制，所以μC/OS-II的任务切换需要编写一个专门的函数实现。 此外，C6711也没有专门的中断返回指令、批量压栈指令，所以相应的任务切换代码均需编程完成。由于采用了类RISC核心，C6711的内核结构中，只有A0-A15和B0-B15这两组32bit的通用寄存器。 |
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C语言开发工具
无论所使用的系统核心是什么，C语言开发工具对于μC/OS-II是必不可少的。 最简单的信息可以从开发工具的手册中查找，比如：C语言各种数据类型分别编译为多少字节；是否支持嵌入式汇编，格式要求怎样；是否支持“interrupt”非标准关键字声明的中断函数；是否支持汇编代码列表(list)功能，等等。 上述的这样一些特性，会给嵌入式的开发带来很多便利。TI的C语言开发工具CCS for C6000就包含上述的所有功能。 而在此基础上，可以进一步地弄清开发工具的一些技术细节，以便进行之后真正的移植工作。 首先，开启C编译器的“汇编代码列表(list)”功能，这样编译器就会为每个C语言源文件生成其对应的汇编代码文件。 在CCS开发环境中的方法是：在菜单“/Project/Build options”的“Feedback”栏中选择“Interlisting：Opt/C and ASM(-s)”；或者，也可以直接在CCS的C编译命令行中加上“-s”参数。 然后分别编写几个简单的函数进行编译，比较C源代码和编译生成的汇编代码。例如： void FUNC_TEMP (void) { Func_tmp2(); //调用任一个函数 } 在CCS中编译后生成的ASM代码为： .asg B15, SP // 宏定义 _FUNC_TEMP: STW B3,*SP--(8) // 入栈 NOP 2 CALL _ Func_tmp2 //----------- MVKL BACK, B3 // 函数调用 MVKH BACK, B3 //----------- NOP 3 BACK: LDW *++SP(8),B3 // 出栈 NOP 4 RET B3 // 函数返回 NOP 5 由此可见，在CCS编译器的规则中，B15寄存器被用作堆栈指针，使用通用存取指令进行栈操作，而且堆栈指针必须以8字节为单位改变。 此外，B3寄存器被用来保存函数调用时的返回地址，在函数执行之前需要入栈保护，直到函数返回前再出栈。 当然，CCS的C编译器对于每个通用寄存器都有约定的用途，但对于μC/OS-II的移植来说，了解以上信息就足够了。 最后，再编写一个用“interrupt”关键字声明的函数： interrupt void ISR_TEMP (void) { int a; a=0; } 生成的ASM代码为： _ISR_TEMP: STW B4,*SP--(8) // 入栈 NOP 2 ZERO B4 //--------- STW B4,*+SP(4) // a=0 NOP 2 //---------- B IRP // 中断返回 LDW *++SP(8),B4 // 出栈 NOP 4 与前一段代码相比，对于中断函数的编译，有两点不同： ● 函数的返回地址不再使用B3寄存器，相应地也无需将B3入栈。（IRP寄存器能自动保存中断发生时的程序地址） ● 编译器会自动统计中断函数所用到的寄存器，从而在中断一开始将他们全部入栈保护——例如上述程序段中，只用到了B4寄存器。 |
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