实时操作系统μC/OS-II在MCF5272上的移植

时间：2023-05-01 08:25:38 计算机论文我要投稿

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摘要：介绍了实时操作系统μC/OS-II的特点和内核结构，并首次实现μC/OS-II在Motorola嵌入式处理器MCF5272上的移值。

关键词：μC/OS-II MCF5272 移植 GNU工具链

作为一个实时内核，μC/OS从1992年开始为人们熟悉，到现在已经发展为μC/OS-II。ΜC/OS-II最多支持56个任务，其内核为占先式，总是执行就绪态的优先级最高的任务，并支持Semaphore（信号量）、Mailbox（邮箱）、Message Queue(消息队列)等多种常用的进程间通信机制。与大多商用RTOS不同的是，μC/OS-II公开所有的源代码，并可以免费获得，对商业应用收取少量License费用。一般商用操作系统如VxWorks、pSOS、WinCE，购买费用动辄数万美元，而且每件产品都需要交纳运行费，开发、使用成本高昂。

目前MCF5272是Motorola公司一款集成度最高的ColdFire处理器，采用ColdFire V2可变长RISC处理器核心和DigitalDNA技术，在66MHz时钟下能够达到63Dhrystone2.1MIPS。其内部SIM（System Integrated Module）单元集成了丰富的通用模块，如10/100MHz快速以太网控制器，USB1.1接口等，并且能够与常用的外围设备（如SDRAM、ISDN收发器）实现无缝连接，从而简化了外围电路设计，降低了产品成本、体积和功耗。

使用GNU工具链（包括交叉编译器GCC、汇编器AS等）进行μC/OS-II内核的编译，Host（宿主机）环境为16MB SDRAM。在宿主机上编译出MCF5272处理器的可执行代码，通过MCF5272的BDM调试工具下载到目标板调试运行。

1 μC/OS-II系统结构

图1说明了μC/OS-II的软硬件体系结构。应用程序处于整个系统的顶层，每个任务都可以认为自己独占了CPU，因而可以设计成为一个无限循环。μC/OS-II处理器无关的代码提供μC/OS-II的系统服务，应用程序可以使用这些API函数进行内存管理、任务间通信以及创建、删除任务等。

大部分的μC/OS-II代码是使用ANSI C语言书写的，因此μC/OS-II的可移植性较好。尽管如此，仍然需要使用C和汇编语言写一些处理器相关的代码。μC/OS-II的移植需要满足以下要求：

（1）处理器的C编译器可以产生可重入代码；

（2）可以使用C调用进入和退出Critical Code(临界区代码)；

（3）处理器必须支持硬件中断，并且需要一个定时中断源；

（4）处理器需要能够容纳一定数据的硬件堆栈；

（5）处理器需要有能够在CPU寄存器与内存和堆栈交换数据的指令。

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