嵌入式RTOS在MSP430单片机上的实现

2019-08-02 16:45发布

随着信息社会的发展,信息家电、智能仪表和智能安保系统等产品已经越来越多地出现在人们的生活中。可以预见,为了满足人们对舒适、便捷、安全生活环境的需求,嵌入式信息产品的设计、应用将得到快速发展。
  单片机作为嵌入式信息产品的一个重要应用方面,其使用、设计面临着全新的挑战。一方面,人们对嵌入式产品的要求越来越高,稳定可靠、功能丰富、物美价廉的信息产品将成为人们的首选。另一方面,随着微电子工艺水平的发展,单片机处理器的能力不断提高,从最初的8位单片机到16位,进而32位单片机,功能越来越强大,执行速度越来越快,集成度、精确度也越来越高,应用领域进一步拓宽。可以说,单片机芯片的性能已经能够满足现代人们对嵌入式信息产品的更高要求。为了能将二者有效地结合起来,嵌入式RTOS的软件设计方法也取代了以前的前后台(超循环)设计方法,越来越受到重视和应用。
  正如分时操作系统中Linux的出现打破了Windows一统天下的局面一样,由美国Jean J.Labrosse先生设计和编写的uC/OS-II(Micro C OS 2)的出现也给国内的RTOS应用者带来了惊喜。uC/OS-II的最大优点与Linux相同,即其源代码全部公开,使人们在应用它的同时能清楚地了解内部的实现细节,并且能够根据自己的需求进行移植和修改。特别重要的是uC/OS-II经过8年的发展,已经成功地在多个行业得到应用,保证了实用性和可靠性。它的出现改变了以前人们在使用RTOS时的态度,减少了经济上的顾虑,对于国内RTOS的研究、推广、应用将起到重要的推动作用。uC/OS-II采用微内核设计,使用C语言编写,追求灵活性,可配置、可裁剪、可扩充、移植性强。需要强调的是 uC/OS-II严格采用优先级抢占式调度方案。在创建任务时,根据任务的重要性给每个任务分配不同的优先级。任务调度时,先执行高优先级的任务,然后按照优先级由高到低执行任务。如果在某个任务执行中,激发了一个优先级更高的任务,那么在该任务执行结束后,将由任务调度器调度去执行所激发的高优先级任务,而不是顺序执行。
  下面就uC/OS-II在TI公司生产的MSP430F148芯片上的移植和应用来探讨在单片机上实现RTOS可能遇到的一些问题。
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19条回答
houjiakai
2019-08-03 10:12
 下面假设一个普通任务1在执行过程发生中断,对它在中断执行过程中可能出现的几种情况进行分析。
  (1)在普通任务1运行时引发中断,在中断中没有激活更高优先级的任务,而是正常结束中断,继续执行任务1,如图2所示。

  开始中断:将在中断发生时保存在当前任务堆栈的SR和PC移到中断堆栈中保存,同时 SP回到中断前的位置并将它保存到该任务TCB中的TSP中(这是为了在中断结束后,保持任务堆栈的连续性),然后将SP指到目前中断堆栈的顶部,按照自定义堆栈结构的顺序依次将所有寄存器都保存到中断堆栈中。保存的过程中R4必须与SP保持同步变化,同时将FromInt标志置l。
  退出中断:由于没有激活更高优先级的任务,所以在中断任务完成后,将按正常的顺序退出中断,即将保存在中断堆栈中的寄存器推出堆栈,将FromInt标志置0,SP重新指向该任务的任务堆栈中,最后,将PC指针指向中断前的返回地址,继续程序运行。

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