实时操作系统μCOS-II在ARM上的移植研究

2010届电子信息工程专业毕业设计（论文）I目录摘要................................................................1关键词..............................................................11引言..............................................................12μC/OS-II简介.....................................................22.1μC/OS-II的特点.................................................22.2μC/OS-II的体系结构.............................................33移植规划..........................................................33.1移植条件........................................................33.1.1可重入代码与非可重入代码......................................43.1.2OS_ENTER_CRITICAL()与OS_EXIT_CRITICAL().....................43.2移植要求........................................................43.3移植需要编写的文件..............................................43.4移植代码包括的主要内容..........................................53.5编译器的选择....................................................54移植的实现........................................................64.1OS_CPU.H的移植..................................................64.1.1数据类型的定义.................................................64.1.2堆栈的定义.....................................................64.1.3中断与临界区代码...............................................74.1.4使用软中断SWI作底层接口.......................................84.2OS_CPU_C.C的移植................................................94.2.1OSTaskStkInit()..............................................94.2.2Hook()函数..................................................104.3OS_CPU_A.ASM的移植.............................................114.3.1OSStartHighRdy()函数.........................................114.3.2OSCtxSw()函数...............................................124.3.3OSIntCtxSw()函数.............................................134.3.4OSTickISR()函数..............................................145嵌入式系统的初始化...............................................165.1初始化程序的下载执行............................................165.2嵌入式系统的初始化过程..........................................175.2.1硬件初始化阶段................................................17陈利顺实时操作系统μCOS-II在ARM上的移植研究II5.2.2RTOS初始化阶段...............................................185.3ARM920T系统初始化的一般过程....................................195.3.1设置程序入口指针..............................................195.3.2设置中断向量..................................................195.4初始化存储器系统................................................205.4.1存储器地址分布................................................205.4.2ROM地址重映射的实现..........................................205.5初始化堆栈......................................................215.6初始化应用程序执行环境..........................................225.6.1初始化C环境..................................................225.6.2改变处理器模式................................................235.6.3调用C程序....................................................235.7uC/OS系统的初始化..............................................235.7.1ARM的硬件抽象层——uHALuC/OS.................................245.7.2ARMTargetInit()函数结构......................................245.7.3uHAL的功能...................................................256移植测试.........................................................256.1测试移植代码....................................................256.1.1确保Ｃ编译器、汇编编译器及链接器正常工作......................256.1.2验证OSTskStkInit()和OSStartHighRdy()函数....................256.1.3验证OSCtxSw()函数...........................................266.1.4验证OSIntCtxSw()和OSTickISR()函数............................266.2在S3C2440上测试移植结果........................................266.2.1编译uCOS2....................................................266.2.2把uCOS2下载到内存中运行......................................287结论.............................................................30致谢...........................................................31参考文献...........................................................31英文翻译...........................................................322010届电子信息工程专业毕业设计（论文）1实时操作系统μC/OS-II在ARM上的移植研究陈利顺重庆三峡学院物理与电子工程学院电子信息工程专业06级重庆万州404000摘要本设计采用三星公司生产的一款基于ARM920T核的高性能低功耗soc芯片S3C2440作为移植的硬件平台。对实时操作系统μC/OS-II的特点、体系结构、移植所需要的条件、移植所需要编写的文件，移植所需要的编译器作了深入的了解，通过编写移植代码，对移植的测试，实现了μC/OS-II在S3C2440的移植。关键词嵌入式系统μC/OS-II移植1.引言随着信息化技术的发展和数字化产品的普及，以计算机技术、芯片技术和软件技术为核心的嵌入式系统再度成为当前研究和应用的热点。对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，其中嵌入式微处理器和嵌入式操作系统分别是其硬件和软件的核心。自从嵌入式系统开发以来,很长时间都采用前后台系统软件设计模式:主程序为一个无限循环,单任务顺序执行。通过设置一个或多个中断来处理异步事件。这种系统对于简单的应用是可以的,但对于实时性要求比较高的处理任务较多的应用,就会暴露出实时性差、系统可靠性低、稳定性差等缺点。μC/OS-II是一种给予优先级的抢占式多任务实时操作系统,包含了实时内核、任务管理、时间管理、任务间通信同步(信号量,邮箱,消息队列)和内存管理等功能。它可以使各个任务独立工作,互不干涉,很容易实现准时而且无误执行,使得实时应用程序的设计和扩展变得容易,使得应用程序的设计过程大为减化。而且它内核源代码公开,移植性强,为编程人员提供了很好的一个软件平台。ARM（AdvancedRISCMachines）公司是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商。ARM公司通过转让高性能、低成本、低功耗的RISC微处理器、外围和系统芯片设计技术给合作伙伴，是他们能使用这些技术来生产各具特色的芯片。ARM已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案的RISC标准。ARM处理器有三大特点：小体积、低功耗、低成本而高性能；16/32位双指令集；全球众多的合作伙伴。三星公司推出的16/32位RISC微处理器S3C2440，为手持设备和一般类型应用提供了低价格、低功耗、搞性能小型微控制器的解决方案。S3C2440的杰出的特点是其核心处理器（CPU），是一个由AdvancedRISCMachines有限公司设计的16/32位ARM920T的RISC处理器，实现了MMU，AMBA，BUS和Harvard高速缓冲体系结构。这一结构具有独立的16KB