摘要：介紹源代碼公開的實時操作系統(tǒng)μC／OS-II的特點、內(nèi)核結(jié)構(gòu)及ADSP—BF53l的硬件特征，同時給出將μC／0S-II移植到ADSP-BF531型數(shù)字信號處理器上的詳細步驟和關(guān)鍵代碼。
關(guān)鍵詞：RTOS；μC／OS-II；ADSP-BF53l；移植
引言
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用愈來愈廣泛，對人們的生活產(chǎn)生了巨大的影響。通常，嵌入式系統(tǒng)的軟件部分都應(yīng)用了實時操作系統(tǒng)(簡稱RTOS)，在特定的RTOS之上開發(fā)應(yīng)用軟件，可以讓程序開發(fā)人員屏蔽掉許多底層硬件細節(jié)，提高軟件功能設(shè)計效率，簡化開發(fā)難度，同時使得程序調(diào)試方便，移植簡單，易維護，大大縮短開發(fā)周期，RTOS也因此越來越受到嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員的青睞。目前實時操作系統(tǒng)很多，如VxWorks、Windows CE、pSOS等，但這些軟件的價格和使用成本(版權(quán)費、維護費等)都十分昂貴，因此商業(yè)級RTOS軟件在使用上受到諸多的限制。而μC／OS-II則不同，它的源代碼是全部公開的，并且完全免費，是一個自由操作系統(tǒng)，程序開發(fā)人員可以改寫其中的源代碼使之符合自己的要求。由于其極強的可移植性和可裁減性，用戶可以根據(jù)自己的需要，裁剪掉不需要的部分，使操作系統(tǒng)變得小巧靈活，同時又能夠滿足用戶特定操作系統(tǒng)的需要。μC／OS-II的可靠性完全可以與商業(yè)級RTOS軟件相媲美，因此筆者在移植過程中選用了這一實時操作系統(tǒng)。
1 ADSP—BF531的硬件特征
Blackfin系列中的ADSP—BF531型數(shù)字信號處理器是由ADl和Intel公司合作，針對音頻和視頻信號的編解碼、手持設(shè)備和移動通信設(shè)備而研發(fā)的16位定點處理器，是建立在微信號架構(gòu)基礎(chǔ)之上，集高性能數(shù)字信號處理器與微控制器于一身。ADSP-BF53l的內(nèi)核工作頻率最高可達400MHz，處理器內(nèi)核中包含2個16位MAC、2個40位ALU及4個8位ALU。專門用于視頻信號的處理；還集成了許多片上外設(shè)，包括硬件UART、SPI接口、PPI接口、同步串口、看門狗電路、16個GPIO接口等。為了達到降低功耗的目的，該處理器具有多種工作模式，同時通過編程還可以動態(tài)改變處理器內(nèi)核的工作頻率和電壓．這些特性都為手持設(shè)備提供了絕佳的選擇。用戶可以利用ADI公司提供的VisualDSP++3.0(或更高版本)集成開發(fā)環(huán)境對處理器進行編程、調(diào)試和開發(fā)。

2 實時操作系統(tǒng)介紹
μC／OS-II是一種專門為微處理器設(shè)計的占先式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，具有源代碼公開、可移植性和可裁減性強、代碼可固化、穩(wěn)定性和可靠性高等特點。其內(nèi)核主要提供任務(wù)管理、內(nèi)存管理、時間管理等服務(wù)，系統(tǒng)最多可以支持64個任務(wù)(8個留于系統(tǒng))，每個任務(wù)均有自己獨立的優(yōu)先級。由于內(nèi)核為占先式的，因此總是運行優(yōu)先級最高的任務(wù)。系統(tǒng)提供了豐富的函數(shù)可供調(diào)用，實現(xiàn)任務(wù)間的通信和切換。μ／OS-II的大部分代碼都是使用標準的A-NIS C編寫的．只有與處理器相關(guān)的一部分代碼使用匯編語言．因此具有極強的移植性，在大多數(shù)8位、16位和32位處理器上都能穩(wěn)定的運行。
圖1示出μC／OS-II的軟硬件體系結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出，要實現(xiàn)μC／OS-II的移植，必須為其編寫OS_CPU.H、0S_CPU_C．C和OS_CPU_A.ASM 3個文件，這3個文件都與處理器的硬件特性相關(guān)，提供任務(wù)切換和系統(tǒng)時鐘功能。其余源文件的代碼都是公開的，可以直接從μC／OS-II的官方網(wǎng)站下載。
3對編譯器的要求
雖然μC／OS-II具有很強的移植性，但在移植時，對處理器的編譯器有如下幾點要求：
處理器的C編譯器能夠產(chǎn)生可重人代碼；
用C語言可以打開和關(guān)閉中斷；
處理器支持中斷，并且能夠產(chǎn)生定時中斷；
處理器能夠容納一定量數(shù)據(jù)的硬件堆棧；
處理器有將堆棧指針和其他CPU寄存器讀出和存儲到堆�？臻g或內(nèi)存中的指令。
ADSP-BF531型處理器的集成開發(fā)環(huán)境Visu-al++3.0通過關(guān)鍵字asm能在C代碼中嵌入?yún)R編語言，同時內(nèi)核定時器可以為系統(tǒng)提供定時中斷，總數(shù)量達20kbyte的片上數(shù)據(jù)RAM和SP、FP、USP 3個堆棧指針寄存器為操作系統(tǒng)各任務(wù)提供了豐富的硬件堆�？臻g及對堆棧的方便操作。筆者正是在這些基礎(chǔ)上利用Visual++3.0編譯環(huán)境成功地完成了對ADSP-BF531處理器的μC／OS-II移植。
4 移植μJLC／OS-II
4.1重定義OS_CPIJ．H文件
4.1.1與編譯器相關(guān)的數(shù)據(jù)類型
不同的處理器有不同的字長，μC／OS-II不使用C的short、int、long等與編譯器相關(guān)的數(shù)據(jù)類型，而是重新定義了一系列類型以確保系統(tǒng)的可移植性，在系統(tǒng)移植時必須在OS_CPU．H頭文件中對這些數(shù)據(jù)類型重新定義，具體內(nèi)容如下：
typedef unsigned char BOOLEAN
typedef unsigned char INT8U
typedef signed char INT8S
typedef unsigned short INTl6U
typedef signed short INTl6S
typedef unsigned int INT32U
typedef signed int INT32S
μC／OS-II中的指針根據(jù)處理器堆棧數(shù)據(jù)入口寬度定義為OS_STK類型：
typedef unsigned int OS_STK
4.1.2臨界代碼
RTOS在進入系統(tǒng)臨界區(qū)之前都必須先關(guān)中斷，退出后再開中斷，μC／OS-II定