嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ在LPC2378上的移植及应用

　　引言

　　目前，市场以及院校科研用嵌入式系统产品，如Vxworks，Linux和Windows CE等都已经相当成熟，提供了有力的开发和调试工具，但有些开发成本昂贵，周期较长，而μC/OS-Ⅱ是一种多任务实时源代码的公开操作系统，内核精简，移植性较强，非常适合用于一些小型控制和实验系统的开发。

　　1 操作系统及CPU介绍

　　μC/OS-Ⅱ是基于优先级的占先式实时多任务操作系统，包含有任务管理、时间管理、任务间同步通信(信号量，邮箱，消息队列)和内存管理等功能。绝大部分代码用C语言写成，极少部分与处理器密切相关的代码用汇编语言编写，便于移植。作为一个源代码公开的实时操作系统，最多可以管理64个任务，并支持信号量、邮箱、消息队列等多种进程间的通信机制，同时用户可以根据需求对内核中的功能模块进行裁剪。

　　LPC2378是一款基于ARM7TDMI-S内核的嵌入式精简指令集微控制器，包含了1个支持仿真的ARM7TDMI-SCPU，适用于为了各种目的而需要进行串行通信的应用。该体系机构支持用户、软中断、中断、管理、中止、未定义、系统等7种处理器模式，ARM7TDMI-S处理器内部有31个通用32位寄存器，6个状态寄存器。LPC2378包含了1个10/100 EthernetMAC，USB 2.0全速接口，4个UART接口，2路CAN通道，1个SPI接口，2个同步串行端口(SSP)，3个I2C接口，1个I2S接口和MiniBus(MiniBus仅用于LPC2378，它是8位数据/16位地址并行的总线)。下面以μC/OS-Ⅱ在工业级芯片LPC2378上的移植为例，通过分析操作系统内核来介绍μC/OS-Ⅱ操作系统移植的一般方法和过程及相关问题的解决。

　　2 μC/OS-Ⅱ内核结构及工作原理

　　2.1 内核基本结构

　　图1是接近μC/OS-Ⅱ的简单内核体系结构图，内核保留给上层应用的接口有3个，分别是软保护、ITC和DSR。由于μC/OS-Ⅱ操作系统内核是可剥夺型实时多任务内核，因此最高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的使用权。如果是中断服务子程序使一个高优先级的任务进入就绪态，则中断完成时，中断了的任务被挂起，优先级高的任务开始运行。

　　2.2 μC/OS-Ⅱ内核基本工作原理

　　多任务系统中，操作系统内核负责管理各个任务，或者说为每个任务分配CPU，并且负责各任务之间的通信和协同，任务切换是内核提供的基本服务。μC/OS-Ⅱ多任务操作系统的基本工作原理如下：

　　(1)在使用μC/OS-Ⅱ的所有服务之前，必须调用初始化函数OSInit()，初始化所有的变量和数据结构，同时创建空闲任务OSTaskIdle()，并赋予最低的优先级别和永远的就绪态，同时完成任务控制块(TCB)的初始化、TCB优先级表的初始化、TCB链表的初始化和事件控制块(ECB)链表的初始化。