LPC2292的μC/OS-II硬件抽象層構建

3 在LPC2292上構建硬件抽象層
3.1 LPC2292簡介
　　LPC2292/LPC2294 微控制器是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的16/32 位ARM7TDMIS CPU，帶有256 KB 嵌入的高速Flash 存儲器。128 位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構使32 位代碼能夠在最高時鐘速率下運行。對代碼規模有嚴格控制的應用可使用16 位Thumb 模式將代碼規模減小30%以上，而性能的損失卻很小。
　　由于LPC2292/LPC2294 的144 腳封裝、極低的功耗、多個32 位定時器、8 通道10 位ADC、2/4 （LPC2292/LPC2294）高級CAN、PWM 通道以及多達9 個外部中斷引腳，使它們特別適用于汽車、工業控制應用以及醫療系統和容錯維護總線。LPC2292/LPC2294 含有76（使用了外部存儲器）到112 個（單片）可用GPIO 口。由于內置了寬范圍的串行通信接口，它們也非常適合于通信網關、協議轉換器以及許多其他的應用中。
3.2 類型定義
　　在將μC/OS-II移植到LPC2292處理器上時,首先進行基本配置和數據類型定義。重新定義數據類型是為了增加代碼的可移植性，因為不同的編譯器所提供的同一數據類型的數據長度并不相同，例如int型,在有的編譯器中是16 位,而在另外一些編譯器中則是32 位。所以,為了便于移植，需要重新定義數據類型。μC/OS-II類型定義如下：
　　typedef unsigned char BOOLEAN;/*布爾變量*/
　　typedef unsigned char INT8U;/*無符號8位整型變量*/
　　typedef signed char INT8S;/*有符號8位整型變量*/
　　typedef unsigned short INT16U;/*無符號16位整型變量*/
　　typedef signed short INT16S;/*有符號16位整型變量*/
　　typedef unsigned int INT32U;/*無符號32位整型變量*/
　　typedef signed intINT32S;/*有符號32位整型變量*/
　　typedef floatFP32;/*單精度浮點數（32位長度）*/
　　typedef doubleFP64;/*雙精度浮點數（64位長度）*/
　　typedef INT32UOS_STK;/*堆棧是32位寬度*/
3.3 任務堆棧初始化
　　在μC/OS-II中，函數OSTaskStkInit（）對任務堆棧進行初始化,在LPC2292中,任務堆棧空間由高到低依次為PC ,LR，R12 ,R11，…，R1，R0，CPSR，SPSR。 在進行堆棧初始化以后,OSTaskStkInit ( ) 返回新的堆棧棧頂指針。圖2為任務堆棧增長的方向。其初始化過程如下：
　　*stk = (OS_STK) task;/*PC*/
　　*--stk = (OS_STK) task;/*LR*/　　//寄存器初始化R12到R1
　　*--stk = 0;/*R12*/
　　*--stk = 0;/*R1*/
　　*--stk = (OS_STK)pdata;/* R0,參數*/
　　*--stk = (USER_USING_MODE|0x00);/*SPSR，允許IRQ、FIQ中斷*/

圖2 堆棧增長的方向

3.4 任務上下文切換
　　任務上下文管理負責嵌入式操作系統內核中任務管理部分對任務寄存器上下文的創建、刪除以及切換等操作。任務的寄存器上下文是操作系統內核所管理的任務的重要組成部分，是CPU內核的寄存器中內容的映像，因此上下文管理的實現依賴于CPU 內核中寄存器的組織，是與體系結構密切相關的。通用硬件抽象層的任務上下文管理統一定義體系結構中的寄存器上下文的保護格式，提供了任務管理對任務上下文的基本操作的API接口。
　　μC/OS-II的任務切換其實就是通過改變PC中的內容來實現的。將PC指向新任務開始運行的地方，同時將當前任務（被搶占任務）環境保存到相應的任務堆棧中，將新任務環境從任務堆棧中恢復到相應的寄存器中。
　　μC/OS-II用OS_TASK_SW（）完成任務級切換。將μC/OS-II移植到LPC2292上，其任務切換代碼如下：
　　;OS_TASK_SW
　　;/************************************************
　　;① 在當前任務（被搶占任務）的堆棧保存當前任務環境
　　;/************************************************
　　STMFDSP!, {LR};LR中其實是任務切換時對應的PC值
　　STMFDSP!, {LR}
　　STMFDSP!, {R0R12}
　　MRSR0,CPSR
　　STMFDSP!,{R0}
　　;/************************************************
　　;② 獲取當前任務（被搶占任務）控制塊地址，地址在R0；獲取當
　　;前任務（被搶占任務）SP地址，在R1；保存新SP到當前任務（被
　　;搶占任務）的TCB
　　;/************************************************
　　LDRR0,=OSTCBCur
　　LDRR1,[R0]
　　STRSP,[R1]
　　;/**********************************************
　　;③ 獲取新最高優先級任務控制塊地址，保存最高優先級任務
　　;地址到當前任務地址
　　;/************************************************
　　LDRR2,=OSTCBHighRdy
　　LDRR1,[R2]
　　STRR1,[R0]
　　;/************************************************
　　;④ 獲取當前新任務SP
　　;/************************************************
　　LDRSP,[R1]
　　;/************************************************
　　;⑤ 恢復任務環境
　　;/************************************************
　　LDMFDSP!,{R0}
　　MSRSPSR_csxf,R0
　　LDMFDSP!,{R0R12,PC}^