嵌入式操作系统freertos的原理与移植实现_张龙彪

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1、DOI:10.13274/j.cnki.hdzj.2012.11.045文章编号:1009－2552(2012)11－0031－04中图分类号:TP393文献标识码:A嵌入式操作系统FreeRTOS的原理与移植实现张龙彪，张果，王剑平，王刚(昆明理工大学信息与自动化学院，昆明650500)摘要:针对嵌入式FreeRTOS操作系统进行介绍与分析，并结合时下流行的μC/OS－Ⅱ操作系统进行类比。在移植上，详细分析了FreeRTOS操作系统在基于STM32平台移植中部分关键模块的实现，并指出在移植中存在的重点和难点。本移植已在STM32F103系统板上实现系

2、统同步与输出功能，经测试系统稳定可靠。关键词:嵌入式操作系统;STM32;FreeRTOS;移植PrincipleandimplementationofportingRTOSFreeRTOSZHANGLong-biao，ZHANGGuo，WANGJian-ping，WANGGang(SchoolofInformationEngineeringandAutomation，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650500，China)Abstract:Thepaperintroducesandana

3、lyzestheRTOSFreeRTOSandcombineswiththepopularμC/OS-Ⅱoperatingsystem．Intransplantation，itanalysesthemethodsofhowtoportFreeRTOSthebaseofthekeymodulestoSTM32platformindetail．Anditpointsoutthemostimportantanddifficultproblemsintheporting．Thisportinghasbeenimplementedsynchronizationa

4、ndtheoutputfunctioninSTM32F103systemboard．Bytestingthesystemrunssteadilyandreliably．Keywords:RTOS;STM32;FreeRTOS;porting［1－2］0引言策略灵活的特点。本文主要从任务调度机制、随着嵌入式技术的不断发展，嵌入式芯片的不系统时间管理机制、内存分配机制、任务通信与同步断革新，嵌入式操作系统也逐渐成为嵌入式系统中机制介绍操作系统的体系结构，并针对时下流行的不可或缺的部分。嵌入式操作系统的运用不仅能够μC/OS－Ⅱ系统进行类比分析。1．1任务调

5、度机制更有效、更合理的利用现有的CPU的资源，而且能够简化应用软件的设计，缩短应用的开发周期，保证任务调度是每个嵌入式操作系统的核心技术，也是操作系统实时性的主要体现，通过任务调度能系统的可靠性和实时性。本文主要研究基于STM32够实现任务各状态之间的切换。对于可剥夺型内芯片的硬件平台，由于RAM资源的限制，只能使用占核，任务调度的方式主要是优先级调度，优先级高的用资源少的小型操作系统，常见的主要有μC/OS－任务一旦进入就绪态就能剥夺低优先级任务的Ⅱ、eCos、FreeRTOS等，与μC/OS－Ⅱ、eCos等商业CPU使用权，使任务执行的实时性更高。

6、收费的操作系统不同，FreeRTOS操作系统是一个源FreeRTOS操作系统通过配置文件可以设置为码公开的免费实时操作系统，能够很好地移植于各可剥夺型内核和不可剥夺型内核以满足不同用户的种体系结构的微型处理器。需求。在优先级的配置上，FreeRTOS系统没有优先1FreeRTOS操作系统的体系结构作为一款轻量级操作系统，FreeRTOS提供了任收稿日期:2012－06－13基金项目:云南省应用基础研究面上项目(KKS0201003018)务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记作者简介:张龙彪(1986－)，男，在读硕士研究生，研究方向为嵌入录

7、等功能，并且具有源码公开、可裁减、可移植、调度式系统应用。—31—级数量上的限制，可以根据需要对不同任务设置不同优先级的大小，同时也可以对不同任务设置相同的优先级。而在μC/OS－Ⅱ中，操作系统的内核是抢占式内核，任务只能有64个优先级，而且不同的任务必须有不同的优先级，优先级不能相同。在优先级的调度上，FreeRTOS操作系统采用的是双向链表结构，这样既能采用优先级调度算法又能实现轮换调度算法，而μC/OS－Ⅱ是采用读取任务就绪表来完成任务调度功能，且只能支持优先级调度。FreeRTOS状态图如图1所示，系统调度方式如图2所示。图1任务状态转换图2任

8、务调度示意图1．2系统时间管理机制分配策略，用户可以根据自己的实际需要选择内存在FreeRTO