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基于MSP430單片機(jī)的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)
摘要:實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)能有效提高嵌入式平臺(tái)的資源利用效率,是嵌入式應(yīng)用的必然趨勢(shì)。本文闡述基于MSP430F149的RTOS——M430/OS。它由匯編寫成、短小精干、占用系統(tǒng)資源少、運(yùn)行穩(wěn)定可靠,目前已在思達(dá)高科配網(wǎng)技術(shù)公司產(chǎn)品上得到應(yīng)用。關(guān)鍵詞:RTOS 任務(wù)調(diào)度 MSP430
引 言
1 在MSP430上使用RTOS的意義
一般的觀點(diǎn)認(rèn)為,MSP430上使用RTOS是沒有意義的這是可以理解的。因?yàn)镸SP430的硬件資源有限(以MSP430F149為例,只有2KB RAM),任何商業(yè)操作系統(tǒng)都不可能移植到MSP430上。目前在MSP430上得到應(yīng)用的RTOS,只有μC/OS-II,但使用μC/OS-II 必須有昂貴的C編譯器,這嚴(yán)重地限制了其在MSP430上的使用。
正是基于以上情況,筆者在應(yīng)用MSP430過程中,編寫了一個(gè)基于MSP430F149的RTOS,暫定名為M430/OS。它占用RAM量少、代碼短小,稍加改動(dòng)就可適用于大多數(shù)其它MSP430單片機(jī)。
在MSP430單片機(jī)系統(tǒng)上使用M430/OS,對(duì)系統(tǒng)有以下意義:
、 實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)的模塊化?蓪⒉煌墓δ苣K編制成相應(yīng)的任務(wù),由操作系統(tǒng)按級(jí)別調(diào)用,不必為先執(zhí)行哪個(gè)功能、后執(zhí)行哪個(gè)功能而費(fèi)神。
、 能更合理、有效地利用CPU有限的資源。按任務(wù)的重要程度安排任務(wù)的級(jí)別,能夠保證最重要的任務(wù)得以最及時(shí)執(zhí)行。
、 大大降低系統(tǒng)故障率。低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)發(fā)生阻塞時(shí),高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行不受影響。
2 M430/OS在MSP430F149上的實(shí)現(xiàn)
2.1 M430/OS功能特點(diǎn)
M430/OS有以下特點(diǎn):
① 采用占先式內(nèi)核,即高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)可以從低優(yōu)先級(jí)任務(wù)“搶”回CPU控制權(quán);
、 每個(gè)任務(wù)都單獨(dú)開辟一個(gè)任務(wù)棧;
、 每個(gè)任務(wù)占十幾到幾百字節(jié)的任務(wù)堆棧,任務(wù)棧的大小可以根據(jù)任務(wù)中現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、局部變量和嵌套調(diào)用的情況估算;
④ 每個(gè)任務(wù)各分配一個(gè)優(yōu)先級(jí),不支持兩個(gè)任務(wù)有相同的優(yōu)先級(jí);
、 不支持信號(hào)量、郵箱功能;
、 任務(wù)狀態(tài)只有三種:運(yùn)行(executing)、就緒(ready)、掛起(suspended);
、 系統(tǒng)占用RAM量=((任務(wù)個(gè)數(shù)+1)×4)+6字節(jié),不包括任務(wù)堆棧;
、 代碼量少,目前版本的代碼共有86行匯編代碼,256字節(jié)目標(biāo)代碼;
⑨ 理論上最多支持126個(gè)任務(wù);
、 任務(wù)鎖定功能:在一段低優(yōu)先級(jí)的代碼中,不想讓操作系統(tǒng)把CPU權(quán)切換到別的任務(wù),這時(shí)可以把這代碼鎖定,在運(yùn)行這段代碼時(shí),就不會(huì)引起任務(wù)切換;
任務(wù)喚醒功能:在一個(gè)任務(wù)中產(chǎn)生一個(gè)的事件來(lái)觸發(fā)其它任務(wù)運(yùn)行(如果被觸發(fā)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)高的話,就會(huì)馬上運(yùn)行)。
2.2 系統(tǒng)函數(shù)介紹
、 OS_Init:多任務(wù)初始化,進(jìn)行任務(wù)棧(任務(wù)棧的結(jié)構(gòu)見圖1)、任務(wù)延時(shí)計(jì)數(shù)、任務(wù)狀態(tài)的初始化。初始化完成后,系統(tǒng)直接切換到最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù),多任務(wù)系統(tǒng)啟動(dòng)。
、 OS_Time_Dly:把當(dāng)前任務(wù)掛起一段指定時(shí)間讓其它任務(wù)運(yùn)行。
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