摘  要：本文以AVR mega系列單片機(jī)為平臺(tái)詳細(xì)介紹了源代碼公開(kāi)的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II的內(nèi)核代碼及移植方法，并對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)性能進(jìn)行了測(cè)試，為在8位單片機(jī)上進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供了參考。

關(guān)鍵詞：μC/OS-II; AVR mega; 移植; 系統(tǒng)測(cè)試

1 簡(jiǎn)介

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，在近幾年中，嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用對(duì)人們生活產(chǎn)生了很大的影響，并將逐漸改變?nèi)藗兾磥?lái)的生活方式。在特定的操作系統(tǒng)之上開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，可以使得開(kāi)發(fā)人員忽略掉很多底層硬件細(xì)節(jié)，使得應(yīng)用程序調(diào)試更方便，易于維護(hù)，同時(shí)開(kāi)發(fā)周期也縮短，降低了開(kāi)發(fā)成本，因而嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)深得開(kāi)發(fā)人員的青睞。

　　μC/OS-II是一種專門(mén)為微處理器設(shè)計(jì)的搶占式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，具有源代碼公開(kāi)、可移植性、可裁減、穩(wěn)定性和可靠性高等特點(diǎn)。其內(nèi)核主要提供進(jìn)程管理、時(shí)間管理、內(nèi)存管理等服務(wù)，系統(tǒng)最多支持56個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)均有自己?jiǎn)为?dú)的優(yōu)先級(jí)。由于其內(nèi)核為搶占式，所以總是運(yùn)行優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。系統(tǒng)提供了豐富的API函數(shù)，便于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信及進(jìn)程狀態(tài)的轉(zhuǎn)化。由于μC/OS-II是為嵌入式應(yīng)用編寫(xiě)的通用軟件，故在具體應(yīng)用時(shí)需根據(jù)不同單片機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行移植，其大部分代碼是用標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言所寫(xiě)，只有與處理器相關(guān)的一部分代碼用匯編語(yǔ)言寫(xiě)成，因而具有很強(qiáng)的移植性，能在多數(shù)8位、16位、32位單片機(jī)及數(shù)字信號(hào)處理器上實(shí)現(xiàn)運(yùn)行。

　　AVR mega系列單片機(jī)是基于AVR RISC的，低功耗的8位單片機(jī)，內(nèi)部有32個(gè)通用寄存器。通過(guò)在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令，運(yùn)行速度可以達(dá)到1MIPS/MHz的性能。AVR單片機(jī)內(nèi)核有豐富的指令集，通過(guò)32個(gè)通用寄存器直接與邏輯運(yùn)算單元相連接，允許在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)一條單一的指令訪問(wèn)兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。這樣的結(jié)構(gòu)使得代碼的執(zhí)行效率比傳統(tǒng)的復(fù)雜指令集的微處理器快近10倍。AVR mega128是mega系列里功能最強(qiáng)大、資源最豐富的一款單片機(jī)，有128k的在系統(tǒng)可編程flash，4k字節(jié)的SRAM和EEPROM，為系統(tǒng)的移植提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。要實(shí)現(xiàn)μC/OS-II在AVR mega 系列MCU上的移植，需要有AVR系列單片機(jī)的編譯器，這里采用的是GNU推出的AVR-GCC編譯器。

2 移植工作概要

　　移植工作主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：

　　● 用#define設(shè)置一個(gè)常數(shù)的值（OS_CPU.H）;

　　● 聲明9個(gè)數(shù)據(jù)類型（OS_CPU.H）;

　　● 用#define聲明三個(gè)宏（OS_CPU.H）;

　　● 用C語(yǔ)言編寫(xiě)六個(gè)函數(shù)（OS_CPU_C.C）;

　　● 編寫(xiě)四個(gè)匯編語(yǔ)言函數(shù)（OS_CPU_A.ASM）.

　　要移植μC/OS-II，必須編寫(xiě)OS_CPU.H、OS_CPU_A.ASM、OS_CPU_C.C三個(gè)文件。這三個(gè)文件與芯片的硬件特性有關(guān)，它們主要提供任務(wù)切換與時(shí)鐘的功能。μC/OS-II其他內(nèi)核代碼均用C語(yǔ)言寫(xiě)成，它們?yōu)橄到y(tǒng)提供任務(wù)管理、進(jìn)程間通信、時(shí)間管理以及內(nèi)存管理等功能。μC/OS-II軟、硬件體系結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖1 μC/OS-II軟件、硬件體系結(jié)構(gòu)

　　INCLUDES.H是一個(gè)頭文件，在所有后綴為.C的文件開(kāi)始都包含INCLUDES.H文件，其主要包含CFG.H、OS_CPU.H、UCOS_II.H三個(gè)文件。對(duì)于不同類型的處理器，還需要改寫(xiě)INCLUDES.H文件，增加自己的頭文件，但必須加在文件末尾。OS_CFG.H主要包含的是一些二值常量，通過(guò)對(duì)這些常量置1或0，可以方便的對(duì)內(nèi)核進(jìn)行裁減，這是μC/OS-II較為突出的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

3 移植代碼分析

　　3.1 OS_CPU.H文件

　　OS_CUP.H包括用#define定義的與處理器有關(guān)的常量，宏和類型定義。大體結(jié)構(gòu)如下：

　　typedef unsigned char BOOLEAN;

　　typedef unsigned char INT8U; /＊ 無(wú)符號(hào)8位數(shù) ＊/

　　typedef signed char INT8S; /＊ 帶符號(hào)8位數(shù) ＊/

　　typedef unsigned int INT16U; /＊ 無(wú)符號(hào)16位數(shù) ＊/

　　typedef signed int INT16S; /＊ 帶符號(hào)16位數(shù) ＊/

　　typedef unsigned long INT32U; /＊ 無(wú)符號(hào)32位數(shù) ＊/

　　typedef signed long INT32S; /＊ 帶符號(hào)32位數(shù) ＊/

　　typedef float FP32; /＊ 單精度浮點(diǎn)數(shù) ＊/

　　typedef unsigned char OS_STK; /＊ 堆棧入口寬度為8位 ＊/

　　#define OS_STK_GROWTH 1 /＊ 堆棧由高地址向低地址增長(zhǎng) ＊/

　　#define OS_ENTER_CRITICAL（） asm volatile （"cli"）/＊ 禁止中斷 ＊/

　　#define OS_EXIT_CRITICAL（） asm volatile （"sei"）/＊ 允許中斷 ＊/

　　#define OS_TASK_SW（） OSCtxSw（） /＊ 任務(wù)級(jí)的切換函數(shù) ＊/

　?。?）數(shù)據(jù)類型

　　由于不同的處理器有不同的字長(zhǎng)，μC/OS-II的移植需要重新定義一系列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以確保其可移植性。用戶還需通過(guò)OS_STK聲明正確的C數(shù)據(jù)類型將任務(wù)堆棧的數(shù)據(jù)類型通知μC/OS-II。在AVR mega系列中堆棧是按8位字長(zhǎng)進(jìn)行操作的，所以堆棧數(shù)據(jù)類型OS_STK被聲明為8位。所有的任務(wù)堆棧都必須用OS_STK來(lái)聲明數(shù)據(jù)類型。

　?。?）代碼臨界區(qū)

　　μC/OS-II在進(jìn)入系統(tǒng)臨界代碼區(qū)之前需關(guān)中斷，退出臨界區(qū)后再開(kāi)中斷，則μC/OS-II能夠保護(hù)臨界區(qū)代碼免受多任務(wù)或中斷服務(wù)例程的破壞。在AVR mega系列單片機(jī)中，通過(guò)設(shè)置狀態(tài)寄存器SREG中的中斷屏蔽位來(lái)實(shí)現(xiàn)。μC/OS-II中的宏OS_ENTER_CRITICAL（）定義將狀態(tài)寄存器中的中斷屏蔽位清除，以屏蔽所有的中斷;OS_EXIT_CRITICAL（）定義將狀態(tài)寄存器的中斷屏蔽位置位以允許所有的中斷。

　?。?）堆棧方向

　　AVR mega系列微處理器的堆棧是由高地址向低地址遞減的，所以O(shè)S_STK_GROWTH必須設(shè)置為1。

　?。?） OS_TASK_SW（）函數(shù)的定義

　　在μC/OS-II中，OS_TASK_SW（）用來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)切換。在進(jìn)行宏定義時(shí)直接定義為OSCtxSw（）函數(shù)，即任務(wù)級(jí)切換函數(shù)。

　　3.2 OS_CPU_A.ASM文件

　　3.2.1 相關(guān)函數(shù)

　　移植μC/OS-II時(shí)需要改寫(xiě)OS_CPU_A.ASM中的四個(gè)匯編語(yǔ)言函數(shù)：

　　● OSStartHighRdy（）

　　● OSCtxSw（）

　　● OSIntCtxSw（）

　　● OSTickISR（）

　　3.2.2 函數(shù)介紹

　?。?） OSStartHighRdy（）函數(shù)

　　該函數(shù)由OSStart（）函數(shù)調(diào)用，功能是運(yùn)行優(yōu)先級(jí)最高的就緒態(tài)任務(wù)。在調(diào)用OSStart（）函數(shù)之前，用戶必須調(diào)用OSInit（）,并且至少已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)任務(wù)。當(dāng)調(diào)用OSStart（）函數(shù)時(shí)，獲得了指向就緒任務(wù)中最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的OS_TCB的地址指針OSTCBHighRdy，并把這個(gè)指針賦值給OSTCBCur。OSStartHighRdy（）通過(guò)OSTCBHighRdy，就可以從任務(wù)的控制塊中獲得堆棧指針。由于OSTaskCreate（）函數(shù)創(chuàng)建任務(wù)時(shí)堆棧初始化為模擬一次中斷發(fā)生的結(jié)構(gòu)，于是當(dāng)彈出所有保存的寄存器后，運(yùn)行RET命令就可以切換到了新任務(wù)。

　　OSStartHighRdy（）函數(shù)的匯編代碼及相關(guān)介紹如下：

　　CALL OSTaskSwHook /＊ 調(diào)用用戶自己定義的函數(shù) ＊/

　　LDS R16,OSRunning /＊ 設(shè)置標(biāo)識(shí)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行的變量 ＊/

　　INC R16

　　STS OSRunning,R16

　　LDS R30,OSTCBHighRdy /＊ Z指針指向最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的OS_TCB ＊/

　　LDS R31,OSTCBHighRdy+1

　　LD R28,Z+

　　out SPL,R28

　　LD R29,Z+

　　out SPH,R29 /＊ 從OS_TCB中獲取堆棧指針 ＊/

　　POPRS /＊ 恢復(fù)所有的寄存器 ＊/

　　RET /＊ 任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行 ＊/

　?。?） OSCtxSw（）函數(shù)

　　OSCtxSw（）是一個(gè)任務(wù)級(jí)任務(wù)切換函數(shù)，其只在任務(wù)中被調(diào)用，區(qū)別于中斷程序中調(diào)用的切換函數(shù)OSIntCtxSw（）;在μC/OS-II中，如果任務(wù)調(diào)用某個(gè)函數(shù)，而該函數(shù)的執(zhí)行結(jié)果可能會(huì)造成系統(tǒng)任務(wù)重新調(diào)度，例如試圖喚醒了一個(gè)優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)，則需進(jìn)行任務(wù)切換。由于AVR mega128不支持軟中斷指令，移植時(shí)于OS_CPU.H文件直接定義了OSCtxSw（）函數(shù)。

　　OSCtxSw（）函數(shù)的匯編代碼及相關(guān)介紹如下：

　　PUSHRS /＊ 保存當(dāng)前環(huán)境 ＊/

　　LDS R30,OSTCBCur

　　LDS R31,OSTCBCur+1 /＊ Z指針指向當(dāng)前任務(wù)的OS_TCB ＊/

　　in r28,SPL

　　ST Z+,R28

　　in r29,SPH

　　ST Z+,R29 /＊ 保存堆棧指針到OS_TCB中 ＊/

　　CALL OSTaskSwHook /＊ 調(diào)用用戶自己定義的函數(shù) ＊/

　　LDS R16,OSPrioHighRdy /＊ OSPrioCur = OSPrioHighRdy ＊/

　　STS OSPrioCur,R16

　　LDS R30,OSTCBHighRdy

　　LDS R31,OSTCBHighRdy /＊ z指針指向高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的OS_TCB＊/

　　STS OSTCBCur,R30

　　STS OSTCBCur+1,R31 /＊ OSTCBCur = OSTCBHighRdy ＊/

　　LD R28,Z+

　　out SPL,R28

　　LD R29,Z+

　　out SPH,R29 /＊ 獲得堆棧指針 ＊/

　　POPRS /＊ 更新寄存器內(nèi)容 ＊/

　　RET /＊ 任務(wù)切換 ＊/

　?。?） OSIntCtxSw（）函數(shù)

　　在μC/OS-II中，由于中斷的發(fā)生可能引起任務(wù)切換，故在中斷服務(wù)程序的最后會(huì)調(diào)用OSIntExit（）函數(shù)檢查任務(wù)就緒狀態(tài)。如果要進(jìn)行任務(wù)切換，將調(diào)用OSIntCtxSw（）函數(shù)，因而OSIntCtxSw（）又稱為中斷級(jí)的任務(wù)切換函數(shù)。由于在調(diào)用OSIntCtxSw（）之前已經(jīng)發(fā)生了中斷，OSIntCtxSw（）默認(rèn)寄存器已經(jīng)保存在被中斷任務(wù)的堆棧中了。OSIntCtxSw（）的代碼大部分和OSCtxSw（）函數(shù)相同，不同之處在于：

　　● 由于中斷已經(jīng)發(fā)生，寄存器入棧的工作已經(jīng)完成，在此不需要再保存寄存器的內(nèi)容;

　　● 在中斷服務(wù)子程序中調(diào)用OSIntExit（）時(shí)，將返回地址推入了堆棧。OSIntExit（）中的進(jìn)入臨界函數(shù)OS_ENTER_CRITICAL（）可能會(huì)將CPU的狀態(tài)字也推入了堆棧，這取決于中斷是怎么關(guān)掉的。同時(shí)OSIntCtxSw（）的返回地址也會(huì)被推入堆棧中。

　　當(dāng)任務(wù)掛起時(shí)，棧結(jié)構(gòu)應(yīng)該與μC/OS-II所規(guī)定的完全一致。所以當(dāng)任務(wù)掛起時(shí)，OSIntCtxSw（）需要對(duì)棧指針進(jìn)行調(diào)整，即調(diào)整的棧結(jié)構(gòu)要保證所有掛起的任務(wù)的棧結(jié)構(gòu)看起來(lái)是一樣的。調(diào)整的方法很簡(jiǎn)單，只要將堆棧指針加一個(gè)固定的值就可以了。

　?。?） OSTickISR（）函數(shù)

　　在μC/OS-II中，當(dāng)調(diào)用OSStart（）啟動(dòng)多任務(wù)環(huán)境后，時(shí)鐘中斷非常重要。在時(shí)鐘中斷中處理所有與定時(shí)器相關(guān)的工作，如任務(wù)的延時(shí)、等待操作等。在時(shí)鐘中斷中將查詢處于等待狀態(tài)的任務(wù)，判斷是否延時(shí)結(jié)束，以重新進(jìn)行任務(wù)調(diào)度。OSTickISR（）采用μC/OS-II中的其他中斷服務(wù)程序原型，移植時(shí)采用了AVR mega128的8位定時(shí)器0的溢出中斷來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘節(jié)拍，溢出時(shí)間為10ms，并在OSTickISR（）中重新裝載定時(shí)器的起始值。

　　OSTickISR（）函數(shù)匯編代碼及相關(guān)介紹如下：

　　OSTickISR:

　　SEI /＊ 重新開(kāi)中斷 ＊/

　　PUSHRS /＊ 保存所有寄存器 ＊/

　　LDS R16,OSIntNesting /＊ μC/OS-II中斷服務(wù)程序原型 ＊/

　　INC R16

　　STS OSIntNesting,R16

　　CALL OSTimeTick /＊ 調(diào)用時(shí)鐘節(jié)拍處理函數(shù) ＊/

　　CALL OSIntExit /＊ μC/OS-II中斷服務(wù)程序原型 ＊/

　　LDI R16,256-（11059200/50/1024）

　　OUT TCNT0,R16 /＊ 重載定時(shí)器，定時(shí)10ms ＊/

　　POPRS /＊ 恢復(fù)寄存器的值 ＊/

　　RET /＊ 中斷返回 ＊/

　　3.3 OS_CPU_C.C文件

　　μC/OS-II的移植需要用戶在OS_CPU_C.C中定義6個(gè)函數(shù)，而實(shí)際上需要定義的只有OSStkInit（）一個(gè)函數(shù)，其他5個(gè)函數(shù)需要聲明，但不一定有實(shí)際內(nèi)容。這五個(gè)函數(shù)是用戶自己定義的。使用時(shí)需要將OS_CFG.H里的OS_CPU_HOOKS_EN定義為1，設(shè)置為零表示不使用這些函數(shù)。在移植代碼中并不要求使用這幾個(gè)函數(shù)，故只定義其位空函數(shù)。這5個(gè)函數(shù)分別為：

　　● OSTaskCreateHook（）函數(shù)

　　● OSTaskDelHook （）函數(shù)

　　● OSTaskSwHook （）函數(shù)

　　● OSTaskStatHook （）函數(shù)

　　● OSTimeTickHook （）函數(shù)

　　OSTaskStkInit（）函數(shù)由任務(wù)創(chuàng)建函數(shù)OSTaskCreate（）或OSTaskCreateExt（）調(diào)用，用來(lái)初始化任務(wù)的堆棧。初始狀態(tài)的堆棧模擬發(fā)生一次中斷后的堆棧結(jié)構(gòu)。按照中斷后的進(jìn)棧次序預(yù)留各個(gè)寄存器的存儲(chǔ)空間，而中斷返回地址指向任務(wù)代碼的起始地址。由于AVR mega128的堆棧是8位寬的，OSTaskStkInit（）將創(chuàng)建一個(gè)指向以字節(jié)為單位的內(nèi)存區(qū)域的指針，同時(shí)要求堆棧指針指向空堆棧的頂端。堆棧初始化工作結(jié)束后，OSTaskStkInit（）返回新的堆棧指針，OSTaskCreate（）或OSTaskCreateExt（）將這個(gè)堆棧指針保存到任務(wù)的OS_TCB上。這里要注意的是，堆棧中的SREG初始化為0x80，即使得任務(wù)啟動(dòng)后允許中斷的發(fā)生;如果設(shè)置為0x00，則任務(wù)啟動(dòng)后將禁止中斷。如果選擇任務(wù)啟動(dòng)后允許中斷發(fā)生，則所有的任務(wù)運(yùn)行期間中斷都允許;同樣，如果選擇任務(wù)啟動(dòng)后禁止中斷，則所有的任務(wù)都禁止中斷發(fā)生，而不能有所選擇。如果某個(gè)任務(wù)選擇啟動(dòng)后禁止中斷，那么其他的任務(wù)在運(yùn)行的時(shí)候需要重新開(kāi)啟中斷。同時(shí)還需要修改OSTaskIdle（）和OSTaskStat（）函數(shù)，在運(yùn)行時(shí)開(kāi)啟中斷。如果以上任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)就會(huì)崩潰。所以在初始化任務(wù)堆棧時(shí)設(shè)置狀態(tài)寄存器SREG為0x80，即允許任務(wù)啟動(dòng)后中斷。

4 系統(tǒng)測(cè)試

　　隨著嵌入式產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)的研究也在不斷發(fā)展，出現(xiàn)了很多的實(shí)時(shí)系統(tǒng)。比如實(shí)時(shí)系統(tǒng)VxWorks，RT-Linux等。但這些操作系統(tǒng)主要在32位處理器上使用，并且需要較高的成本。而由于8位單片機(jī)本身資源的限制，以前很少有在8位機(jī)上運(yùn)行的操作系統(tǒng)，隨著8位機(jī)功能和資源的增加，漸漸出現(xiàn)了不少使用在8位單片機(jī)上的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，比如在AVR單片機(jī)上的AVRX,NUT/OS等。這些操作系統(tǒng)主要用匯編語(yǔ)言寫(xiě)成，相對(duì)來(lái)講代碼效率較高，但也有他本身的限制，即作為一種專用的操作系統(tǒng)而言，它們很難移植到其他平臺(tái)上和在其他場(chǎng)合使用。μC/OS-II作為一個(gè)用C語(yǔ)言編寫(xiě)成的操作系統(tǒng)，已被廣泛的移植到各種平臺(tái)上。同時(shí)因?yàn)槠溆肅語(yǔ)言所寫(xiě)，性能比匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的操作系統(tǒng)稍差，故在移植工作完成后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。

　　一個(gè)實(shí)時(shí)進(jìn)程在系統(tǒng)中變成可運(yùn)行到進(jìn)程實(shí)際開(kāi)始它的執(zhí)行，是有一定的延遲時(shí)間的，即分配時(shí)間。這段時(shí)間與內(nèi)核密切相關(guān)。為了測(cè)試這段時(shí)間，這里只建立了一個(gè)任務(wù)，該任務(wù)在等待一個(gè)信號(hào)量，收到信號(hào)量后對(duì)一個(gè)計(jì)數(shù)值進(jìn)行簡(jiǎn)單的加1，而給任務(wù)發(fā)信號(hào)量的過(guò)程采用定時(shí)器2的比較匹配中斷完成。AVR單片機(jī)的定時(shí)器有比較匹配中斷模式，當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)與預(yù)設(shè)值相等時(shí)，可以再次從0開(kāi)始計(jì)數(shù)。比較匹配中斷的程序采用μC/OS-II的中斷服務(wù)程序原型，并且在中斷程序中給任務(wù)發(fā)信號(hào)量，而且定義一個(gè)變量記錄中斷發(fā)生的次數(shù)。如果在所設(shè)定的比較時(shí)間里，任務(wù)程序中的計(jì)數(shù)值和中斷程序中的計(jì)數(shù)值相等，表明任務(wù)在該時(shí)間內(nèi)能滿足分配時(shí)間。通過(guò)不斷縮小比較匹配的時(shí)間發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)間減小到24微秒時(shí)，任務(wù)已經(jīng)沒(méi)有運(yùn)行了，任務(wù)中的計(jì)數(shù)值為0，表明任務(wù)沒(méi)來(lái)得及運(yùn)行又被比較匹配中斷程序占用了處理器。而當(dāng)大于24微秒時(shí)，運(yùn)行了六千次任務(wù)調(diào)度，可以完成。對(duì)于處理速度相對(duì)高檔CPU而言已是較慢的8位單片機(jī)而言，24微秒能滿足應(yīng)用的需要。

　　在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性表現(xiàn)在系統(tǒng)對(duì)外部事件的響應(yīng)能力上。系統(tǒng)通過(guò)中斷來(lái)響應(yīng)外部事件的發(fā)生，并且用戶的中斷服務(wù)中做的事要盡量的少，把大部分工作留給任務(wù)去做，只是通過(guò)信號(hào)量或者消息隊(duì)列機(jī)制來(lái)通知任務(wù)運(yùn)行。因而任務(wù)對(duì)外部事件的響應(yīng)時(shí)間就是一個(gè)重要的性能指標(biāo)，這里對(duì)這段時(shí)間進(jìn)行了測(cè)試。程序中建立了一個(gè)任務(wù)，等待在一個(gè)信號(hào)量上。mega128的定時(shí)器2設(shè)置為比較匹配輸出模式，在匹配時(shí)間到了之后產(chǎn)生一定周期的脈沖輸出并產(chǎn)生中斷。設(shè)置定時(shí)器1為計(jì)數(shù)模式來(lái)計(jì)數(shù)產(chǎn)生的脈沖輸出。通過(guò)定時(shí)器2的比較匹配中斷服務(wù)子程序來(lái)發(fā)信號(hào)量通知任務(wù)運(yùn)行時(shí)，并且在中斷子程序中不開(kāi)中斷，而在任務(wù)收到信號(hào)量得到運(yùn)行后才開(kāi)中斷，以實(shí)現(xiàn)中斷處理與任務(wù)運(yùn)行的同步。并且任務(wù)中對(duì)一個(gè)全局變量計(jì)數(shù)器加1，記錄任務(wù)運(yùn)行的次數(shù)。如果運(yùn)行一段時(shí)間后在設(shè)置的比較匹配時(shí)間里任務(wù)的計(jì)數(shù)器和定時(shí)器1計(jì)數(shù)值相等，則系統(tǒng)在這段時(shí)間里是能完全響應(yīng)外部事件。當(dāng)定時(shí)器2的比較匹配時(shí)間大于39微秒時(shí)，任務(wù)運(yùn)行六千次后退出任務(wù)循環(huán)并停止定時(shí)器1的計(jì)數(shù)，這兩個(gè)計(jì)數(shù)器的值相等，都為六千次。當(dāng)匹配時(shí)間小于39微秒時(shí)，定時(shí)器1的計(jì)數(shù)值大于任務(wù)的計(jì)數(shù)值六千，任務(wù)的處理時(shí)間不能完全響應(yīng)外部事件的發(fā)生。即系統(tǒng)對(duì)外部事件的響應(yīng)和處理時(shí)間為39微秒，而只有外部事件的發(fā)生大于這段時(shí)間才能保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。而當(dāng)匹配時(shí)間減小到24微秒即系統(tǒng)的分配時(shí)間時(shí)，任務(wù)計(jì)數(shù)器的值為零，而定時(shí)器1不斷在計(jì)數(shù)，這表明任務(wù)已得不到運(yùn)行，即與前述結(jié)論相符。

7 結(jié)束語(yǔ)

　　μC/OS-II作為通用的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，已廣泛使用在各種場(chǎng)合。通過(guò)在AVR Mage 系列單片機(jī)上的移植和測(cè)試，說(shuō)明了其在8位單片機(jī)上的可能性。并且由于其公開(kāi)了源代碼，結(jié)合8位機(jī)的特性，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)的裁減和擴(kuò)展，使之能達(dá)到更好的效果，本文為嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用基礎(chǔ)提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)

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