ucosII在51內核單片機上的移植

　　這種系統對于簡單的應用是可以的，但對于實時性要求比較高的、處理任務較多的應用，就會暴露出實時性差、系統可靠性低、穩定性差等缺點。

　　μC/OS-II 是一種基于優先級的搶占式多 任務實時操作系統，包含了實時內核、任務管理、時間管理、任務間通信同步（信號量，郵箱，消息隊列）和內存管理等功能。它可以使各個任務獨立工作，互不干涉，很容易實現準時而且無誤執行，使實時應用程序的設計和擴展變得容易，使應用程序的設計過程大為減化。而且它內核源代碼公開，可移植性強，為編程人員提供了很好的一個軟件平臺。通過μC/OS-II在VRS51 上的移植，可以掌握移植和測試μC/OS-II 的實質內容，很容易將其移植到其它的CPU平臺上。

　　μC/OS-II 介紹

　　μC /OS-II是一個完整的、可移植、可固化、可裁剪的占先式實時多任務內核。μC/OS-II絕大部分的代碼是用ANSI的C語言編寫的，包含一小部分匯編代碼，使之可供不同架構的微處理器使用。至今，從8位到*位，μC/OS-II已在超過40種不同架構上的微處理器上運行。μC/OS-II已經在世界范圍內得到廣泛應用，包括很 多領域， 如手機、路由器、集線器、不間斷電源、飛行器、醫療設備及工業控制 上。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（Federal Aviation Administration）的認證，可以用在飛行器上。這說明μC/OS-II是穩定可靠的，可用于與人性命攸關的安全緊要（safety critical）系統。除此以外，μC/OS-II 的鮮明特點就是源碼公開，便于移植和維護。

　　μC/OS-II 內核結構

　　多任務系統中，內核負責管理各個任務 ，或者說為每個任務分配CPU 時間 ，并且負責任務之間的通訊。內核提供的基本服務是任務切換。 μC/OS-II可以管理多達64個任務。由于它的作者占用和保留了8個任務，所以留給用戶應用程序最多可有56個任務。賦予各個任務的優先級必須是不相同的。這意味著μC/OS-II不支持時間片輪轉調度法 （round-robin scheduli ng）。μC/OS-II為每個任務設置獨立的 堆?？臻g，可以快速實現任務切換。μC/OS-II近似地每時每刻總是讓優先級最高的就緒任務處于運行狀態，為了保證這一點，它在調用系統API 函數、中斷結束、定時中斷結束時總是執行調度算法，μC/OS-II通過事先計算好數據簡化了運算量，通過精心設計就緒表結構使得延時可預知。

　　μC/OS-II 的移植

　　移植就是使μC/OS-II能在VRS51上運行。為了方便移植，大部分的μC/OS-II的代碼是用C語言編寫的；但是仍需要用C語言和匯編語言編寫一些處理器硬件相關的代碼，這是因為μC/OS-II在讀/寫處理器寄存器時，只能通過匯編語言來實現。由于μC/OS-II在設計時就已經充分考慮了可移植性，所以μC/OS-II的移植相對來說是比較容易的。

　　硬件平臺構成

　　由于VRS51是一款80C51微控制器，片內包含了64KB的FLASH程序存儲器，并且支持串行在線編程（ISP）。使它在ROM 空間上很適合做μC/OS-II的移植。

　　編譯器的選擇

　　由于μC/OS-II絕大部分代碼是用標準的C語言編寫的，所以C語言開發工具對于μC/OS-II是必不可少的。由于μC/OS-II是一個可剝奪行的占先式內核，所以要求C編譯器可以產生可重入型代碼。筆者選擇Keil C51集成開發環境作為開發工具。該開發工具有C編譯器，匯編器和鏈接定位器等工具構成。鏈接器用來將不同模塊（編譯過或匯編過的文件）鏈接成目標文件，定位器則允許將代碼和數據放置在目標處理器的指定內存中。Keil C51 還可以生成HEX格式的編程文件用于編程EPROM或是FLASH，同時可以實現完整軟件仿真支持。Keil C51支持所有8051變種的微控制器。通過設置編譯控制選項，它完全可以滿足編譯μC/OS-II源代碼的要求。

　　可重入函數問題

　　可重入函數可以被一個以上的任務調用，而不必擔心數據被破壞?？芍厝牒瘮等魏螘r候都可以被中斷，一段時間后又可以繼續運行，而相應的數據不會丟失。由于μC/OS-II是搶占式的實時多任務內核，同一個函數可能會被不同的任務調用，也可能會被中斷，因此，移植μC/OS-II要求C語言編譯器可以產生可重入函數。但是正常情況下Keil C51編譯器中的函數不能重入。原因是由于8051系列微控制器的硬件堆棧很小，硬件堆棧指針SP最多只能在內部256字節的RAM內移動，不能夠指向64K的外部RA M空間。所以編譯器使用固定的RAM地址來存儲函數的參數和局部變量，而不是使用堆棧來存儲。為了在Keil C51中實現可重入函數，可以使用“reentrant”關鍵字聲明該函數是可重入的。編譯器可根據編譯模式為可重入函數在內部RAM或外部RAM空間開辟一個模擬堆棧來存儲可重入函數的參數和局部變量?？芍厝牒瘮档姆祷氐刂啡匀槐４嬖谟布褩Ｖ?。Cx51編譯手冊不推薦使用模擬堆棧，原因是受8051尋址方式的限制，模擬堆棧訪問的效率很低。但是這是在Keil C51中實現可重入函數的唯一方法。可重入函數模擬堆棧擁有獨立于硬件堆棧指針的模擬堆棧指針。模擬堆棧及其指針在啟動代碼文件 “STARTUP.A51”中定義和初始化。

　　μC/OS-II源文件移植

　　在了解了P89V51RD2微處理器和Keil C51 編譯器的技術細節的基礎上，就可以開始μC/OS-II源文件移植的工作了。真正編寫移植代碼的工作就相對比較簡單了。