基于asp的企业网站的设计学士学位论文.docx

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基于asp的企业网站的设计学士学位论文

大庆师范学院

本科生毕业论文

基于ARM9上的μC/OS-Ⅱ嵌入式系统移植-

院（系）物理与电气信息工程

专业电子信息工程

研究方向嵌入式

摘要

随着计算机和电子技术的发展，越来越多的嵌入式产品出现在人们的日常生活和工业生产之中。

由于嵌入式设备的智能型，使得生活和生产变得极为方便，由此也带来了嵌入式操作系统的迅速发展。

μC/OS-Ⅱ内核作为一种代码公开的嵌入式实时操作系统，ARM9以内核耗电少，成本低，二者相互搭配，构成了较为完美的搭配组合。

本文主要讲述的是μC/OS-Ⅱ在ARM9上的系统移植问题。

关键词：

μC/OS-Ⅱ；Arm9；移植

Abstract

Withthedevelopmentofcomputerandelectronictechnology,embeddedhasbecomeanindispensablepartofmodernsociety.Bigtoindustrialproduction,suchasaerospace,smalltodailylife,suchassmartcardapplications,manydevicesarebuiltintotheembedded,makestheequipmentordevicehasahighautomationperformanceandsomedegreeofintelligence,greatconveniencetopeople'sproductionandlivingneeds,andthusalsobroughttherapiddevelopmentoftheembeddedoperatingsystem.MuC/OS-Ⅱkernelcode,asakindofopenembeddedreal-timeoperatingsystem,theARMkernel,lessconsumption,lowercost,thetwomatcheachother,formtherelativelyperfectcollocation.ThisarticlemainlytellsthemuC/OS-ⅡportabilityissuesontheARMofthesystem.

Keywords:

uC/OS-Ⅱ;Arm;transplant

目录

第一章嵌入式系统基础5

1.1嵌入式系统概述5

1.2嵌入式体系硬件基础5

1.3嵌入式体系软件基础6

第二章μC/OS-II介绍6

第三章ARM9介绍7

第四章μC/OS-Ⅱ在S3C2440上的移植8

4.1移植环境简介8

4.2移植条件8

4.3移植步骤8

4.3.1INCLUDES.H9

4.3.2OS_CFG.H9

4.3.3OS_CPU.H文件9

4.3.4OS_CPU_C.C文件10

4.3.4.1OSTaskStkInt（）10

4.3.4.2OSTaskCreateHook（）10

4.3.4.3OSTaskDelHook（）10

4.3.4.4OSTaskSwHook（）11

4.3.4.5OSTaskStatHook（）11

4.3.4.6OSTimeTickHook（）11

4.3.5OS_CPU_A.ASM文件11

4.3.5.1OSStartHighRdy（）11

4.3.5.2OSCtxSw（）12

4.3.5.3OSIntCtxSw（）12

4.3.5.4OSTickISR（）12

4.4移植测试12

第五章实例移植13

5.1工程创建13

5.2工程设置14

5.3实例调试18

第六章结束语18

参考文献19

谢辞20

第一章嵌入式系统基础

1.1嵌入式系统概述

基于计算机技术，以应用为中心，且软硬件可裁剪，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统，叫做嵌入式系统。

一般由以下几部分组成：

1.嵌入式的微处理器

2.硬件设备（外围）

3.嵌入式的操作系统

4.特定应用程序

嵌入式系统具有以下几个特点：

1.特定且广泛的应用

2.密集的技术、知识、资金

3.高效性

4.较长生命周期

5.高可靠性

6.软硬件集于一体，以软件为主

嵌入式系统的应用领域十分广泛，主要包括交通管理、机器人、军事电子、通信设备、网络设备、医疗仪器、环境监测、汽车电子、工控设备等。

嵌入式系统从上世纪60年代中期开始，从无操作系统、简单操作系统、实时操作系统直至今日面向Intenet的阶段，历经50多年。

嵌入式因为广泛应用性，巨大的创业型和广阔市场性，走进了千家万户。

1.2嵌入式体系硬件基础

嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器，另外包括总线、存储器、输入/输出接口和设备。

1.微处理器：

至少包含一个微处理器，采用的体系结构是冯诺依曼或哈佛结构。

2.总线：

集成在嵌入式微处理器中，选择总线和微处理器密切相关，总线的种类随不同的微处理器的结构而不同。

3.存储器：

包括主存和外存。

主存用于存数代码和数据；外存存放各种信息

4.输入/输出接口和设备：

集成在微处理器中，主要包括中断控制器、DMA、串行和并行接口等

1.3嵌入式体系软件基础

RTOS（实时多任务操作系统）、文件系统、GUI（图形接口）、网络系统和通用的组件模块构成了嵌入式系统的软件层。

EOS，即嵌入式操作系统是一种用途广泛的系统软件，主要负责系统软硬件分配、任务控制，调度以及协调并发的活动。

目前，世界上一些应用比较成功的EOS产品系列已经被推出了。

随着Internet技术发展、信息家电普及应用，EOS已经开始从单一弱功能向高专业化强功能的方向发展。

EOS除了具备了一般操作系统最基本的功能（如任务调度、机制同步、中断处理、文件功能等）外，还具有以下的特点：

1.可装载卸载性。

开放性、可伸缩性体系结构。

2.极强的实时性。

EOS实时性较强，可用于各种设备的控制当中。

3.统一的接口。

提供了各种设备驱动接口。

4.方便操作、简单、提供图形GUI，图形的界面，追求的是易学易用性。

5.支持TCP/IP协议和其它的网络协议，提供多种网络协议和MAC访问的接口，为各种手持移动设备预留了接口。

6.强稳定性和弱交互性。

7.固化的代码，系统和应用软件固化在ROM中。

8.更好的适应硬件，具有良好的移植性。

第二章μC/OS-II介绍

实时操作系统，英文称RealTimeOperatingSystem，简称RTOS，是一种能够接受并快速处理外界时间或中断，且处理接口在规定时间内来控制过程作出响应，并控制所有实时任务一致运行的系统。

1992年美国人JeanJ.Labrosse在EmbeddedSystemProgramming杂志上最先发表了RTOS，名为μC/OS，从而开创了它的新时代。

μC/OS是一个源码开放，抢占式微内核的实时操作系统，μC/OS-II是它的升级版本，全部代码约有5000行，由ANSIC，以及少量的汇编语言编写而成，结构简洁，实时性和内核的稳定性强。

至今，从8位到64位，μC/OS-II已经在超过40种的不同微处理器上运行，在世界范围内得到广泛使用，包括诸多领域，如手机、路由器、集线器、不间断电源、飞行器、医疗设备及工业控制等。

实际上，μC/OS-II已经通过了非常严格的测试，并且得到了美国航空管理局（FederalAviationAdministration）的认证，可以用在飞行器上。

这说明μC/OS-II是稳定可靠的，可用于与人性命攸关的安全紧要（safetycritical）系统；当然，也可用于非安全紧要系统。

μC/OS-II体系结构如图2.1所示

图2.1μC/OS-II体系结构

第三章ARM9介绍

ARM9是32位通用微处理器ARM（AdvancedRISCMachine）家族中的一员，具有比较低的电源消耗和良好的性价比，由此广泛应用于工业生产和日常生活中。

基于RISC（精简指令）的结构，较微程序的控制复杂指令系统的计算机相对简单，使得它用有较高的中断响应和指令处理的能力。

ARM9的指令集共包含了11种基本类型：

用于偏上的算术逻辑单元，桶式的移位器及乘法器（两种）；

指令控制数据传送：

用在弹性地址，高速内容切换，和交换数据（三种）；

用于流程控制和特权级执行的指令（三种）；

专门用在能够扩展到片外的协处理器中（三种）。

指令集比较适用不同的高级语言编译器，但需要临界代码段，汇编语言编程也比较简单，不像其它的需要复杂的编译器来管理指令。

ARM9的流水线技术，能够使指令处理和系统存储的各个部分都可以连续的运行。

比如一条指令正在执行，下一条指令正在被破译，同时第三条指令可以从存储器取出。

在存储的系统中，ARM9存储接口的设计能够最大限度的发挥性能潜力且代价降低，被做成流水线方式，速度敏感控制信号推动着由工业DRAM提供的快速局部访问模式。

ARM9有32位地址总线，也可以配制成26位的地址线，向下兼容其它的早期处理器。

全静态的CMOS的ARM9，允许时钟在周期内的停止，并保存当前的状态。

基于上述的优势，ARM9适用于一些需要紧凑且功能强大的RISC处理器系统，包括电子通讯、数据通信、信息存储、图像处理、JOEG控制器等，为人们的日常生活和工业生产带来了极大的便利。

第四章μC/OS-Ⅱ在S3C2440上的移植

4.1移植环境简介

移植就是使实时内核能够在多个微处理器或微控制器上成功运行的过程。

本文采用的是S3C2440芯片，开发环境采用KeiluVision3，基本满足了移植的需求。

三星公司的16/32位精简指令集的微处理器S3C2440，基于ARM920T的核心，实现了内存管理，ARBA总线和哈佛结构高速缓冲的具有独立的16KB指令高速缓存和16KB数据高速缓存体系结构。

4.2移植条件

由于CPU版本的不同，μC/OS-II可能会出现不兼容的问题，这时需要对操作系统进行移植，使它能够在使用的CPU上运行。

μC/OS-II的移植需满足以下的要求：

1.处理器的C编译器可产生可重入代码；

2.进入和退出临界区代码可以使用C进行调用；

3.处理器必须支持具有定时中断源的硬件中断；

4.处理器必须能够容纳一定的数据硬件堆栈；

5.处理器需要有交换数据的指令，使其能够在CPU的寄存器和内核及堆栈间进行数据的交换。

4.3移植步骤

μC/OS-Ⅱ作为实时操作系统操作系统，在设计初期就已经充分考虑了可移植性，针对不同的CPU版本，μC/OS-Ⅱ的移植核心环节就是改写一些与处理器硬件相关的函数。

移植工作包括以下内容：

1.用#define设置一些常量的值（OS_CPU.H）

2.声明10个指定的数据类型（OS_CPU.H）

3.用#define声明2个宏（OS_CPU.H）

4.用C语言编写6个简单函数（OS_CPU_C.C）

5.根据硬件编写了4个函数（OS_CPU_A.ASM）

4.3.1INCLUDES.H

INCLUDES.H是一个被包含在所有.C文件中的头文件。

简而言之，在这个INCLUDES.H使得项目中的每个.C文