?? ——ucos51移植心得[社區].htm
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<TD align=middle height=15>文章作者：gdtyy<BR>文章類型：設計應用
文章加入時間：2003年12月3日0:21</TD></TR>
<TR>
<TD align=right><FONT color=#cc0000>文章出處：21ICBBS-嵌入式系統論壇</FONT>
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<P> <BR>
前一段時間，我參與了一個SNMP網管板的項目，我負責硬件設計和單板軟件開發。該板的硬件由MCS51+RTL8019AS組成，有64K
FLASH 和64K
SRAM。軟件部分有操作系統和TCPIP協議棧。硬件比較簡單，用了一個月就搞定了，協議棧我參考了老古開發板的部分程序又上網找了SNMP源代碼也很快完成了，但是測試時發現當使用較低時鐘頻率的CPU時（為了降低成本），由于ASN.1編解碼部分過于龐大，而我的程序又是一個大循環，AGENT的響應速度受到嚴重影響，用戶界面也反應遲鈍。更壞的消息是公司為了適應市場需求，還要在上面跑PPP和HTTP。那樣的話，我就得用40MHz的AT89C51RD2或者人為的把程序斷成幾部分然后用狀態機的方法在運行時再把它們連接起來。不過，我不想增加成本，也不想把程序搞亂，迫不得已，只好使用操作系統。</P>
<P>
說實在的，一開始我也不是很有把握，一來我不清楚51的FLASH是否裝得下這么多代碼，二來我只做過OS應用開發，對于它的移植想都不敢想。不過，我在BBS上搜索了一陣兒后還是有了一些頭緒。我找到了幾個OS的源代碼（我喜歡用現成的），按照代碼大小、實時性、使用人數、眾人口碑等標準，最后選定了uCOS2。我感覺它的實時性有保障，延時可預測，代碼據說可小到2K，網上討論這個話題的人也比較多，而且它的網站上有針對KEIL
C51的移植實例。</P>
<P>
經過一番查找，我得到了5個版本。其中3個是用KEIL編譯的。本來我想直接把OS代碼嵌到應用程序中，但后來發現沒有一個可以直接使用。有的無法用KEIL直接編譯，有的需要修改DLL在軟件仿真下使用。而我需要的是能在串口輸入輸出，不需要修改任何無關軟件，能在軟件仿真和硬件上運行的實時多任務操作系統。沒有辦法，我只好硬著頭皮去改編。</P>
<P>
我分析了自己的劣勢：1。KEIL剛開始使用，不太熟悉；2。混合編程以前從沒有作過；3。時間緊迫，要在1個月內搞定。而我的優勢就是有5個移植實例可供參考，可以上網查資料。一開始，我用“堆棧”、“混合編程”、“匯編”、“ucos”等關鍵字在C51BBS和老古論壇上檢索相關信息并逐條閱讀，讀過之后，頭腦中的思路逐漸清晰了。我了解到在KEIL的HLP目錄下有A51.PDF和C51.PDF非常全面的介紹了匯編和C51，是KEIL的權威用戶手冊；SP初始化、內存清0等操作在STARTUP.A51文件中實現，用戶可以改寫它；KEIL的變量，子程序等的分配信息可以在.M51文件里查到；KEIL自己的論壇里有很多疑難問題的解答……通過閱讀并經過思考，解決了堆棧起點、堆棧空間大小的設定等關鍵問題。論壇里的問題有些是我沒有想到的，這使我發現了自己的疏漏。</P>
<P>
在網上獲得大量信息后，我開始閱讀《uCOSII》中文版，一共讀了3遍。第一遍是瀏覽，了解到uCOSII包括任務調度、時間管理、內存管理、資源管理（信號量、郵箱、消息隊列）四大部分，沒有文件系統、網絡接口、輸入輸出界面。它的移植只與4個文件相關：匯編文件（OS_CPU_A.ASM）、處理器相關C文件（OS_CPU.H、OS_CPU_C.C）和配置文件（OS_CFG.H）。有64個優先級，系統占用8個，用戶可創建56個任務，不支持時間片輪轉。第二遍主要是把整個工作過程在頭腦里過了一下，不懂地方有針對性的查書，重點是思考工作原理和流程。我發現其實它的思路挺簡單的。就是
“近似地每時每刻總是讓優先級最高的任務處于運行狀態”
。為了保證這一點，它在調用系統API函數、中斷結束、定時中斷結束時總是執行調度算法。原作者通過事先計算好數據，簡化了運算量，通過精心設計就緒表結構，使得延時可預知。任務的切換是通過模擬一次中斷實現的。第三遍重點看了移植部分的內容。對照實例，研究了代碼的具體實現方法。</P>
<P> 前期準備用了20幾天，真正編寫代碼只用了1.5天，調試用了2天。具體過程如下：</P>
<P>
(1)拷貝書后附贈光盤sourcecode目錄下的內容到C:\YY下，刪除不必要的文件和EX1L.C，只剩下p187(《uCOSII》)上列出的文件。</P>
<P>
(2)改寫最簡單的OS_CPU.H<BR>
數據類型的設定見C51.PDF第176頁。注意BOOLEAN要定義成unsigned char
類型，因為bit類型為C51特有，不能用在結構體里。</P>
<P>
EA=0關中斷；EA=1開中斷。這樣定義即減少了程序行數，又避免了退出臨界區后關中斷造成的死機。</P>
<P>
MCU-51堆棧從下往上增長(1=向下，0=向上)，OS_STK_GROWTH定義為0<BR>
#define OS_TASK_SW() OSCtxSw()
因為MCU-51沒有軟中斷指令，所以用程序調用代替。兩者的堆棧格式相同，RETI指令復位中斷系統，RET則沒有。實踐表明，對于MCU-51，用子程序調用入棧，用中斷返回指令RETI出棧是沒有問題的，反之中斷入棧RET出棧則不行。總之，對于入棧，子程序調用與中斷調用效果是一樣的，可以混用。在沒有中斷發生的情況下復位中斷系統也不會影響系統正常運行。詳見《uC/OS-II》第八章193頁第12行</P>
<P> (3)改寫OS_CPU_C.C</P>
<P>
我設計的堆棧結構如下圖所示：<BR>*********************************************************************************<BR>*<BR>*
----------<BR>* |OSTCBCur|<BR>*
----------<BR>*
|<BR>* |
-----------------------
----------<BR>*
\---->|OSTCBCur->OSTCBStkPtr|
SP---->|
|<BR>*
-----------------------
----------<BR>*
|
|
|<BR>*
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