μC/OS2Ⅱ在軍用FM80386EX處理器上的移植應用

　　為了驗證μC/OS-Ⅱ內核運行的正確性,編寫了以下測試程序:系統(tǒng)時鐘周期設為20ms,設置4個任務,Task1.Task4,任務的優(yōu)先級分別為4,5,6,7,每個任務都有1個變量TasknData;任務1和任務2延時50個系統(tǒng)周期,任務3和任務4延時100個系統(tǒng)周期,每執(zhí)行1次任務循環(huán),將該任務的變量加1,如下:

　每次運行10s,觀察OSTime變量與TasknData的值.其中OSTime記錄了系統(tǒng)時鐘數.初值均為0,10s后,得到如下的值:

結果分析:10s系統(tǒng)時鐘應該是10×50=500≈510;任務1和任務2每個循環(huán)延時50個系統(tǒng)周期,也就是1s,所以10s內應該運行10次;任務3與任務4在10s內應該運行5次;上面的結果可以證明內核已經正常運行,并實現基本任務調度;為了便于分析程序運行的先后順序,在每個任務中加入myprintf語句,把任務4改為打印任務,為最低.在任務1中加入1個發(fā)送郵箱,任務2中加入接受郵箱.

運行10s后,PC串口接受到如下數據(省略“Iamthetask”前綴):2a1a2b2a1b31a2b2a1b2b1b31a2b2a1b1a2b1b3.....從該次試驗結果分析可看出,內核的通訊功能運行正常.

　　移植分析

　　1) 在中斷子程序里啟動任務的方法.使用μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)后,為了縮短中斷處理時間,常常需要將某些比較費時的程序作為任務從中斷子程序里獨立出來,同時,這個任務又需要由中斷來激活.我們可以通過信號量、郵箱、消息隊列來實現這個目的.以郵箱為例,在C程序中,需要先創(chuàng)建郵箱MyMbox,在調用OSMboxPend()函數等待消息,在中斷子程序里發(fā)送就可以了.

　　2) μC/OS-Ⅱ內存管理不夠完善.在μC/OS-Ⅱ的應用實例中我們發(fā)現,在不知道系統(tǒng)初始化后給用戶留下了多少自由內存空間的情況下,很難定義內存分區(qū)所使用數組的大小.定義大了,造成內存的浪費;定義小了,系統(tǒng)會崩潰.我們通過把連續(xù)的大塊內存按分區(qū)管理來解決上述問題.

　　3) 對代碼臨界區(qū)的改進.對于內核程序,在較長的臨界段代碼中插入可重入點;對于可供用戶調用的函數用信號量機制改寫1遍,主要是改寫有關信號量的函數.

　　4) 系統(tǒng)時鐘中斷的改進.μC/OS-Ⅱ中,系統(tǒng)時鐘中斷的核心函數是OSTimeTick,該函數查找每1個延時的任務是否到期,如果到期則將其放入就緒列表,也就是內核只提供延時OSTimeDly()函數.但在許多情況下需要延時一定時間以觸發(fā)某1個事件的發(fā)生,或者需要1個定時器.這里借鑒了Linux內核原理,引入了32個靜態(tài)定時器.

　　運行時需要注意的問題

　　由于DOS下的C編譯器提供的運行庫沒有考慮多線程應用的問題,運行庫中的全局變量和部分函數只適用于單線程.這些函數包括errno,-doserrno,strtok,sterror,tmpnam,tmpfile,asctime,gmtime,ecvt,fcvt等.在μC/OS-Ⅱ中使用這些函數時應注意,要避免2個任務同時調用這些函數,我們可以使用信號量同步對這些函數進行調用.DOS是不能重入的,在調用DOS服務期間,是不能再次調用DOS的,否則會引起系統(tǒng)的崩潰.所以在μC/OS-Ⅱ中,可以調用BIOS或直接操縱硬件,但應盡量減少DOS重入.

　　結語

　　μC/OS-Ⅱ和其他一些著名的嵌入式操作系統(tǒng)不同,它的啟動過程比較簡單.μC/OS-Ⅱ的內核是和應用程序放在一起編譯成1個文件,使用者只需要把這個文件轉換格式寫入ROM中就可以運行了.上電后,它會和普通程序一樣運行.通過詳細研究μC/OS-Ⅱ的特點和內核結構,完成了μC/OS-Ⅱ在軍用FM80386EX上的移植并對相關代碼并詳盡的對內核進行測試、分析,對內存管理、代碼臨界區(qū)、信號量機制提出改進方法,使之更加有效的在處理器上運行.移植成功后,μC/OS-Ⅱ可實時的完成各個任務的調度,并且通過嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ在各個任務間實現通信.μC/OS-Ⅱ具有良好的實時性和很小的代碼量,隨著各種智能嵌入式系統(tǒng)的復雜化和系統(tǒng)實時性需求的提高,功能強大的實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ將會有更大的發(fā)展空間.