基于ARM9的μC_OS-Ⅱ实时操作系统移植研究.pdf

2008年第lO卷第6期 巢湖学院学报 No．6．，V01．10．2008 总第93期 JournalofChaohu GeneralSerialNo．93 College 干开峰丁健 (合肥学院，安徽合肥230601) 摘 要：现代工业和网络技术的发展，要求现场数据采集装置向实时性、稳定性和高速传输 方向发展，在数据采集系统开发中引入高速处理器和嵌入式操作系统成为必然。文章研究的 ／xC／OS—II实时操作系统移植是基于数据采集系统的ARM9硬件平台。首先介绍了／xC／OS—II 操作系统。然后重点研究了／∞C／OS—II操作系统在ARM9微处理器上的移植过程，最后通过 设计多任务的应用程序验证了移植的成功。 关键词：数据采集；ARM9；gc／os—II；移植 中图分类号：7rP316．2文献标识码：A 文章编号：1672—2868(2008)06一0033—08 1前言 在一些工业现场中，设备长时间运行容易出现故障，为了监控这些设备，通常利用数据采集装置采 集他们运行时的数据并送给PC机，通过运行在PC机上的特定软件对这些数据进行分析，以此判断当 前运行设备的状况，进而采取相应措施。当前常用的数据采集装置，多为8位处理器和采用单任务顺序 机制，这样就存在稳定性差、实时性能不强和系统安全性差等缺点，这对于稳定性、实时性要求很高的 数据采集装置来说是不允许的。随着现代工业以及网络化的发展，数据采集系统向大容量、多通道和高 高速传输。本课题开发的现场数据采集系统使用ARM高速处理器和引入嵌入式操作系统。 ARM处理器由于其具有小体积、低功耗、低成本、高性能等特点，广泛应用在16／32位嵌入式RISC 解决方案中，几乎占有嵌入式微处理器市场分额的75％，本课题选定三星公司生产的一款基于 们选择肛c／os—II——开放源代码的嵌入式实时操作系统。 2_tC／OS-H介绍 Control ／zC／OS-II(Micro Two)喔一种基于优先级的抢占式(见图1)多任务实时操作 OperationSystem 系统，包含了实时内核、任务管理、时间管理、任务间通信同步(信号量，邮箱，消息队列)和内存管理等功 能。它可以使各个任务独立工作，互不干涉，很容易实现准时而且无误执行，使实时应用程序的设计和扩展 变得容易，使应用程序的设计过程大为减化。为了提供最好的移植性能，／xC／OS--II最大程度上使用ANSI 收稿日期：2008—09—27 基金项目：合肥学院自然科学基金项目(08KY016ZR)． 作者简介：干开峰(1974-)，男，安徽和县人。合肥学院教师，硕士，研究方向：嵌入式系统、计算机网络控制。 33 万方数据 图1 pc／os-u抢占式内核 在／．tC／OS—II多任务系统中，内核负责管理各个任务，或者说为每个任务分配CPU时间，并且负 责任务之间的通讯。内核提供的基本服务是任务切换。／xC／OS—II可以管理多达64个任务。由于设计者 建议用户保留8个任务，所以留给用户应用程序最多可有56个任务。赋予各个任务的优先级必须是不 相同的。／xC／OS—II为每个任务设置独立的堆栈空间，可以快速实现任务切换。／【上C／OS—II近似地每时每 刻总是让优先级最高的就绪任务处于运行状态，为了保证这一点，它在调用系统API函数、中断结束、 定时中断结束时总是执行调度算法，IzCIOS—II通过事先计算好数据简化了运算量，通过精心设计就绪 表结构使得延时可预知。 ／．tC／OS—II已经在世界范围内得到广泛应用，包括很多领域，如手机、路由器、集线器、不间断电源、 飞行器、医疗设备及工业控制上。实际上，I上C／OS-II已经通过了非常严格的测试，并且得到了美国航空 Aviation 管理局(Federal 除此以外，gC／OS