μC/OS-II在S3C44BOX处理器上的移植- ET电子技术网::
因此，对μC/OS-II实时操作系统的学习研究、开发、应用具有重要意义。 Samsung S3C44B0X 微处理器是三星公司专为手持设备和其它嵌入式应用提供的高性价比的微控制器解决方案。 它使用ARM公司的16位/32位RISC结构，内核是ARM7TDMI，工作在66MHz，片上集成了
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AnalysiS of Porting c／0s-i I to SkyEye 宋凯熊海泉严丽平Song Kai ::
ARⅥ系列的处理器当前有ARbi7、ARM9、ARMgE、ARMIO等多个产品，此~bARM公司合作伙伴， 例如Intel也提供基于XScale微体系结构的 S 4 结束语文件的移植，这个文件的实现 集中体现了所要移植到处理器uC／OS-II作为一个优秀的实时操作系统已经被移植到各的
engine.cqvip/content/tp/97497a/2004/000/012/gc127_tp3_12188625.pdf
摘要：本文介绍了基于ARM微处理器的µC/OS-II的移植，并对其进行扩展，主要包括内核、lwip、µC/GUI的移植。
关键字：微处理器; µC/OS-II;LWIP TCP/IP协议栈; µC/GUI嵌入式图形用户接口; 实时操作系统
0 概述
    嵌入式操作系统µC/OS-II是一个公开源代码的占先式多任务的微内核RTOS，其特点可以概括为以下几个方面：公开源代码，代码结构清晰、明了，注释详尽，组织有条理，可移植性好，可裁剪，可固化。内核属于抢占式，最多可以管理60个任务。目前国内对µC/OS-II的研究和应用都很多。只要买一本书就可获得源代码，对学校和教育的使用完全免费，商业应用的费用相对也很低。所以对μC/OS-II实时操作系统的学习研究、开发、应用具有重要意义。
    大部分的μC/OS-II代码是使用ANSI C语言书写的，因此μC/OS-II的可移植性好，然而仍需要使用C和汇编语言写一些处理器相关代码。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寄存器与内核和堆栈交换数据的指令。
    基于arm7的S3C44B0X处理器完全满足上述要求。它使用ARM公司的16位/32位RISC结
构，内核是ARM7TDMI，工作在66MHz，片上集成了以下部件：8K Cache、外部存储器控制器、LCD控制器、4个DMA通道、2个UART、1个多主I2C总线控制器、1个I2C总线控制器，以及5通道PWM定时器和1个内部定时器、8通道12位ADC等，能够与常用的外围设备实现无缝连接，功能强大。目前，国内应用较为广泛。
1内核的移植
    μC/OS-II的移植只需要修改与处理器相关的代码就可以了。具体有如下内容：
    （1）os_cpu.h中需要设置一个常量来标识堆栈增长方向；
    （2）os_cpu.h中需要声明几个用于开关中断和任务切换的宏；
tcpip协议最低层    （3）os_cpu.h中需要针对具体处理器的字长重新定义一系列数据类型；
    （4）os_cpu_a.asm需要改写4个汇编语言的函数；
    （5）os_cpu_c.c需要用c语言编写6个简单函数；
    （6）修改主头文件include.h，将上面的三个文件和其他自己的头文件加入。
    完成上述工作后，μC/OS-II就可以运行在ARM处理器上了。
2 LwIP的移植
    μC/OS-II本身没有TCP/IP协议栈，目前的一些第三方TCP/IP支持都是完全商业化的，很少给出源代码，影响了μC/OS-II的研究和推广。通过把开放源代码的TCP/IP协议栈LwIP移植到μC/OS-II上来，就获得了一套可免费研究、学习的嵌入式网络软件平台。
2.1 Lwip的操作系统封装层(ulation layer)
    Lwip为了适应不同的操作系统,在代码中没有使用和某一个操作系统相关的系统调用和数据结构。而是在lwip和操作系统之间增加了一个操作系统封装层。操作系统封装层为操作系统服务(定时,进程同步,消息传递)提供了一个统一的接口。在lwip中进程同步使用semaphone和消息传递采用”mbox”。操作系统封装层的原代码在…/lwip/src/core/sys.c中。而和具体的操作系统相关的代码在../lwip/src/arch/sys_arch.c中。
    操作系统封装层的主要函数如下:
void sys_init(void)//系统初始化
sys_thread_t sys_thread_new(void (* function)(void *arg), void *arg,int prio)//创建一个新进程
sys_mbox_t sys_mbox_new(void)//创建一个邮箱
void  sys_mbox_free(sys_mbox_t mbox)//释放并删除一个邮箱
void  sys_mbox_post(sys_mbox_t mbox, void *data) //发送一个消息到邮箱
void sys_mbox_fetch(sys_mbox_t mbox, void **msg)//等待邮箱中的消息
sys_sem_t sys_sem_new(u8_t count)//创建一个信号量
void sys_sem_free(sys_sem_t sem)//释放并删除一个信号量
void sys_sem_signal(sys_sem_t sem)//发送一个信号量
void sys_sem_wait(sys_sem_t sem)//等待一个信号量
void sys_timeout(u32_t msecs, sys_timeout_handler h, void *arg)//设置一个超时事件
void sys_untimeout(sys_timeout_handler h, void *arg)//删除一个超时事件
  …
    关于操作系统封装层的信息可以阅读lwip的doc目录下面的文件。
   2.2 Lwip在μC/OS-II上的移植.
  2.2.1 系统初始化sys_int（）
    sys_int必须在tcpip协议栈任务tcpip_thread创建前被调用。
   2.2.2 创建一个和tcp/ip相关新进程sys_thread_new()
    lwip中的进程就是μC/OS-II中的任务,注意宏LWIP_STK_SIZE是tcp/ip相关任务的堆栈大小,可以根据情况自己设置，我设置成10*1024，因为44b0X开发板上有8M的sdram；而宏LWIP_TASK_MAX是tcp/ip相关的任务最多数目；LWIP_START_PRIO 是tcp/ip相关任务的起始优先级,tcpip_thread在所有tcp/ip相关进程中应该是优先级最高的；另外tcpip_thread应该是最先创建的。
    2.2.3 Lwip中的定时事件
    在tcp/ip协议中很多时候都要用到定时,定时的实现也是tcp/ip协议栈中一个重要的部分。 LwIP中每个与外界网络连接的线程都有自己的timeout属性，即等待超时时间。这个属性表现为每个线程都对应一个sys_timeout结构体队列，包括这个线程的timeout时间长度，以及超时后应调用的timeout函数，该函数会做一些释放连接，回收资源的工作。如果一个线程对应的sys_timeout为空（NULL），说明该线程对连接做永久的等待。timeout结构体已经由LwIP自己在sys.h中定义好了，而且对结构体队列的数据操作也由LwIP负责，我们所要实现的是如下函数：
struct sys_timeouts * sys_arch_timeouts(void)
    这个函数的功能是返回目前正处于运行态的线程所对应的timeout队列指针。timeout队列
属于线程的属性，因此是OS相关的函数，只能由用户实现。
2.2.4 “mbox”的实现:
    LwIP使用消息队列来缓冲、传递数据报文，因此要在sys_arch中实现消息队列结构sys_mbox_t，以及相应的操作函数：
sys_mbox_new（）    //创建一个消息队列
sys_mbox_free（）    //释放一个消息队列
sys_mbox_post（）    //向消息队列发送消息
sys_arch_mbox_fetch（）  //从消息队列中获取消息
    µC/OS-II同样实现了消息队列结构OSQ及其操作，但是µC/OS-II没有对消息队列中的消息进行管理，因此不能直接使用，必须在µC/OS-II的基础上重新实现。为了实现对消息的管理，我们定义了以下结构：
typedef struct {
     OS_EVENT*  pQ;
     void* pvQEntries[MAX_QUEUE_ENTRIES];
} sys_mbox_t；
    在以上结构中，包括OS_EVENT类型的队列指针（pQ）和队列内的消息（pvQEntries）两部分，对队列本身的管理利用µC/OS-II自己的OSQ操作完成，然后使用µC/OS-II中的内存管理模块实现对消息的创建、使用、删除回收，两部分综合起来形成了LwIP的消息队列功能。
    2.2.5  semaphone的实现和mbox类似,这里就不再重复了。
3 uc/gui的移植
3.1 LCD的接口函数
    在uC/GUI中LCD_LO_x之类的函数是无控制器LCD的接口函数。44B0X本身有LCD控制器。所以我在uC/GUI for 44B0X移植中基本移用LCDMemC.c这个程序。在这程序中都是关于LCD接口的驱动。其中在44B0X上主要修改以下几个函数：
    （1）LCD初始化: int LCD_L0_Init (void);
    这个函数完成对44B0X LCD控制器的配置。显存的映射。
    （2）画点函数：void LCD_L0_DrawPixel(int x, int y, int c);
    取点函数：unsigned int LCD_L0_GetPixelIndex(int x, int y);
      uC/GUI中显示字、图形都这两个函数有关。
3.2 系统接口函数
    在uCOS-II中用GUI的，所以还要写几个操作系统接口函数。而GUI_X_x之类的函数是和操作系统相关的接口。
    （1）系统时间接口
      取系统时间： int  GUI_X_GetTime (void);
  延时函数：  void  GUI_X_Delay (int ms);
    （2）任务调度函数
    任务初始化：void  GUI_X_InitOS (void);
    任务锁定：void  GUI_X_Lock (void);
    任务解锁：void  GUI_X_Unlock (void);
4 结束语
    上述移植完成后，使在ARM微处理器上建立一个既有TCP/IP协议栈，又建立了图形用户接口的嵌入式实时操作系统。
参考文献
[1]JEAN J.LABROSSE，邵贝贝译. µC/OS-II――源码公开的实时嵌入式操作系统[M].北京：中国电力出版社，2001
[2]王田苗.嵌入式系统设计与实例开发[M].北京：清华大学出版社，2002
[3]佚名.实时操作系统μC/OS II下TCP/IP协议栈的实现. [EB/OL] . wwwarm/Article_Show.asp?ArticleID=82, 2004-6-30/2004-11-18

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