μCOS-II在ARM Cortex-M3處理器上的移植

摘要：Cortex-M3是ARM公司最新推出的基于ARMv7-M架構的低功耗處理器。在深入了解μCOS-II工作原理和Cortex-M3特性的基礎上，給出了在STWl32F103ZE處理器上的詳細移植過程。將移植后的μC／OS-Ⅱ操作系統應用于移動多媒體直放站CMMB項目中，驗證了移植的成功。這對于管理硬件資源，縮短開發周期和提高系統穩定性方面有著重要的意義。
關鍵詞：Cortex-M3；μCOS-Ⅱ；移植；嵌入式系統

0 引言
嵌入式系統已經廣泛滲透到了人們工作、生活中的各個領域，嵌入式處理器已占分散處理器市場份額的94％，其中ARM的應用最為廣泛。基于ARM內核的處理器以其諸多優異性能而成為各類產品中選用較多的處理器之一。
當系統越來越大，應用越來越多時，就出現了如何管理眾多的硬件資源，以及如何滿足系統的實時控制要求和如何提高系統軟件開發效率等不可回避的問題。這時，使用嵌入式操作系統很有必要。操作系統的主要作用有：統一管理系統資源；為用戶提供訪問硬件的接口；調度多個應用程序和管理文件系統等。

1 概述
μC／OS-II是著名的、源碼公開的實時內核，是專為嵌入式應用設計的，可用于各類8位、16位和32位處理器。μC／OS-II已經在世界范圍內得到廣泛使用，包括諸多領域，如手機、飛行器、醫療設備及工業控制等。實際上，μC／OS-II已經通過了非常嚴格的測試，并且得到了美國航空管理局的認證，可以用在飛行器上。這說明μC／OS-II是穩定可靠的。
Cortex-M3是一款低功耗處理器，具有門數目少，中斷延遲短，調試成本低的特點，是為要求有快速中斷響應能力的深度嵌入式應用而設計的。該處理器采用最新的ARMv7-M架構。還具有如下特性：
(1)采用Thumb-2指令集。在Thumb-2中，16位指令首次與32位指令并存，代碼密度得到很大改善。
(2)Cortex-M3處理器可配置為具有SW-DP或JTAG-DP調試端口。
(3)使用可選的MPU對處理器提供存儲器保護。
(4)具有嵌套向量中斷控制器(NVIC)，低延遲的異常處理。
本論文采用的是意法半導體ST公司生產的基于Cortex-M3內核的STM32F103ZE處理器，詳細論述了μC／OS-Ⅱ的移植過程。編譯環境采用的是RVMDKV3．7。

2 移植工作
所謂移植，就是使一個實時內核能在指定的微處理器上運行。為了方便移植，大部分μC／OS-II的代碼都是用C語言編寫的，但是仍需要用C語言和匯編語言編寫一些與處理器硬件相關的代碼。μC／OS-II是第一個支持Cortex的RTOS，圖1顯示應用程序、μC／OS-II、port和BSP四者之間的關系。具體移植工作主要涉及到頭文件OS_CPU．H、C語言文件OS_CPU_C．C以及匯編格式文件OS_CPU_A．ASM。