汽車電子MCU及主芯片各種規(guī)格型號

ID:53033 · 發(fā)表于 2013-8-14 11:06

一、前言
隨著DSP芯片功能的增強，已不再進行單純的數(shù)字信號處理任務(wù)，而是作為一種MCU被廣泛使用，控制板上各種資源，同時完成采集、計算、控制、通訊等任務(wù)。特別是當使用了TCP/IP或其它復雜通訊協(xié)議時，沒有一個實時多任務(wù)操作系統(tǒng)是很難進行任務(wù)調(diào)度的。μC/OS－II作為一種源碼公開的占先式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，總是執(zhí)行處于就緒狀態(tài)的優(yōu)先級最高的任務(wù)，并支持Semaphore(信號量)、Mailbox(郵箱)、Message Queue(消息隊列)等多種常用的進程間通信機制，是大多數(shù)高可靠嵌入式設(shè)備的首選。

二、開發(fā)環(huán)境簡介
APCI5096是北京康拓工業(yè)電腦公司自行開發(fā)的一款DSP目標板，主要用于對模擬信號量的采樣處理。該目標板以TMS320VC32為CPU，同時具有完備的輸入/輸出功能，可以實現(xiàn)30通道、16位、300KSPS的模擬輸入。調(diào)試用編譯器為TI公司的Code Composer ‘C3x－‘C4x，版本是4.10版。

3三、移植過程
3.1 μC/OS－II系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖1說明了μC/OS－II的軟硬件體系結(jié)構(gòu)。應用程序軟件處于整個系統(tǒng)的頂層，只和μC/OS－II與處理器無關(guān)的代碼以及μC/OS－II與應用相關(guān)的代碼關(guān)聯(lián)。這樣保證了應用軟件的可重用性。

μC/OS－II與處理器無關(guān)的代碼提供了μC/OS－II的系統(tǒng)服務(wù)。利用這些API函數(shù)，應用程序可以進行內(nèi)存管理、任務(wù)間的通信以及創(chuàng)建、刪除任務(wù)等。μC/OS－II與應用相關(guān)的代碼提供了對μC/OS－II本身的裁減，并可根據(jù)實際需要進行任務(wù)數(shù)、任務(wù)棧的大小等設(shè)置。

大部分的μC/OS－II代碼是使用ANSI C語言書寫的，因此μC/OS－II的可移植性較好。盡管如此，仍然需要使用C和匯編語言寫一些處理器相關(guān)的代碼。移植工作需要改寫的是與處理器相關(guān)的代碼，包括三個文件：OS_ CPU.H、OS_ CPU_ CC、OS_ CPU_ AASM。重點是任務(wù)堆棧的初始化、任務(wù)切換時棧指針的調(diào)整。

3.2 OS_ CPU.H
在不同的處理器中有不同的字長，所以必須重新定義一系列數(shù)據(jù)類型以確保移植的正確性。在OS_ CPUH文件中應完成：數(shù)據(jù)類型的重新定義、堆棧數(shù)據(jù)類型的定義、堆棧增長方向的定義、臨界區(qū)開/關(guān)中斷的方法、任務(wù)切換函數(shù)OS_TASK_SW的宏定義。

(1)數(shù)據(jù)類型的聲明：在VC33中所有的整型數(shù)據(jù)(char、short、int、long)為相同的類型，用32位表示。浮點型數(shù)據(jù)(float、double)為相同類型，在VC33中用32位單精度浮點數(shù)表示。數(shù)據(jù)類型的重定義：
typedef unsigned char BOOLEAN;
typedef unsigned char INT8U;
typedef signed char INT8S;
typedef float FP32;
typedef double FP64;

(2)VC33棧的數(shù)據(jù)寬度為32位，采用上面重定義過的數(shù)據(jù)類型進行定義，確保棧數(shù)據(jù)類型的一致性。棧的數(shù)據(jù)類型聲明：
typedef INT32U OS_ STK;

(3)μC/OS－II訪問代碼的臨界區(qū)時需要先禁止中斷，并且在訪問完畢后重新允許中斷。μC/OS－II利用兩個宏來禁止和允許中斷，通過狀態(tài)寄存器的中斷使能位開關(guān)中斷。
cregister unsigned int ST； /＊聲明CPU內(nèi)部寄存器＊/
＃define OS_ ENTER_ CRITICAL() asm(“ANDN 2000H, ST ")； /＊清中斷使能位＊/
＃define OS_ EXIT_ CRITICAL() asm(“OR 2000H, ST ")； /＊置中斷使能位＊/

3.3 OS_ CPU_ C.C
在OS_ CPU_ C.C文件中主要完成的是OSTaskStkInit()函數(shù)，其余五個函數(shù)可以不進行處理。OSTaskStkInit()函數(shù)完成任務(wù)棧的初始化，使得任務(wù)棧的結(jié)構(gòu)看起來如同在任務(wù)執(zhí)行過程中發(fā)生過一次中斷并將所有寄存器保存到堆棧一樣。不同的編譯器在函數(shù)調(diào)用時會有不同的入棧方法，如：參數(shù)和返回地址入棧順序、參數(shù)之間入棧的順序、參數(shù)利用寄存器還是堆棧保存等。在具體實現(xiàn)時還需要根據(jù)編譯器的要求進行調(diào)整。

CCS函數(shù)調(diào)用時堆棧規(guī)則為：先將參數(shù)從左往右入棧、然后是函數(shù)返回地址入棧。依照此規(guī)則設(shè)計任務(wù)棧初始結(jié)構(gòu)如圖2。VC33共有28個寄存器，程序中應將寄存器全部入棧，在OSTaskStkInit中實現(xiàn)：

{
OS_ STK ＊stk; /＊定義棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)＊/
opt=opt;
stk=(OS_ STK ＊)ptos; /＊裝入棧頂指針＊/
＊stk=(OS_ STK)pdata; /＊參數(shù)入棧＊/
＊＋＋stk=(OS_ STK)task; /＊任務(wù)返回地址＊/
＊＋＋stk=(OS_ STK)task; /＊中斷返回地址＊/
＊＋＋stk=(OS_ STK)0x2000; /＊狀態(tài)寄存器，開中斷＊/ 其余CPU寄存器全部入棧，并初始化為0
}

3.4 OS_ CPU_ A.ASM
在OS_ CPU_ AASM文件中要求用戶編寫四個簡單的匯編語言函數(shù)：OSStartHighRdy()、OSCtxSw()、OSIntCtxSw()、OSTickISR()。這四個函數(shù)具有完全相同的公共部分：寄存器入棧和寄存器出棧。只要按照上面設(shè)計好的棧結(jié)構(gòu)進行就可以了。注意的是VC33的R0到R7是擴展精度寄存器，具有40位。在入棧和出棧時均需要用兩句話完成，如下：
入棧：出棧：
PUSH R0 POPF R0
PUSHF R0 POP R1

而OSIntCtxSw函數(shù)具有特殊部分，該函數(shù)用于從中斷返回時進行任務(wù)切換，由于在調(diào)用_ OSIntCtxSw函數(shù)前已經(jīng)發(fā)生了中斷，中斷服務(wù)程序已經(jīng)將CPU寄存器保存到堆棧中了，所以此處不再進行寄存器保存。同時還要進行棧指針的調(diào)整，去掉堆棧中一些不需要的內(nèi)容，然后再將寄存器全部出棧。由于該函數(shù)是μC/OS－II中唯一的與編譯器相關(guān)的函數(shù)，所以在移植后必須利用多次任務(wù)切換檢查棧指針是否正確調(diào)整。

3.5 時鐘中斷源初始化
μC/OS－II還要求用戶提供一個時鐘資源，用于實現(xiàn)時間延時和確認超時。根據(jù)APCI5096的硬件設(shè)置，需要在三個文件中進行時鐘資源的設(shè)置。

(1)OS_ CPU_ AASM：
APCI5096中，已將VC33的定時器1用于測頻通道，因此利用未被占用的定時器0產(chǎn)生定時中斷。實現(xiàn)方法為在TINT0的中斷向量入口處放一跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到自己寫的OSTickISR。
sect “TINT0_ vector"
TINT0 br _ OSTickISR

(2)CMD文件
將TINT0跳轉(zhuǎn)到OSTickISR后，還應再指定TINT0的向量入口地址。APCI5096板上的VC33被設(shè)置為BootLoader方式，在該方式下TINT0的入口地址固定在0x809FC9。在CMD文件的SECTIONS段指定如下：
TINT0_ vector： 0x809FC9

(3)MainC文件
μC/OS－II要求用戶在OSStart()運行后，μC/OS－Ⅱ啟動運行的第一個任務(wù)中初始化節(jié)拍中斷。自己編寫一個函數(shù)TimerInit()，并在第一個任務(wù)開始處調(diào)用該函數(shù)完成定時器0的初始化。函數(shù)中TIM0_ XXX代表的是定時器0的三個寄存器的地址，在完成對定時器0的設(shè)置后還要打開全局中斷和時鐘中斷。

{
＊TIM0_PRD= 0x7530; /＊設(shè)置周期為1KHZ＊/
＊TIM0_CNT=0;
＊TIM0_CTL=0x2C1; /＊啟動時鐘＊/
ST|=0x2000; /＊打開中斷＊/
IE|=0x100; /＊打開時鐘中斷＊/
}

四、測試、編寫驅(qū)動和應用程序
做完以上工作以后，就要測試移植是否成功。最初測試時，可以先運行操作系統(tǒng)本身，調(diào)度一些簡單的任務(wù)和時鐘節(jié)拍中斷任務(wù)。主要測試系統(tǒng)本身的正確性，如果調(diào)試成功就可以在上面繼續(xù)開發(fā)驅(qū)動程序和添加應用程序。

ID:18916 · 發(fā)表于 2014-6-14 19:19

我們公司一直用瑞薩、STM芯片

ID:63641 · 發(fā)表于 2014-7-5 20:42

謝謝分享

ID:105011 · 發(fā)表于 2016-5-6 12:10

瑞薩的muc自學好學嗎

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