嵌入式实时操作系统μc-os—ⅱ在dsp芯片上移植和测试

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1、嵌入式实时操作系统μC/OS—Ⅱ在DSP芯片上移植和测试　　【摘要】为了降低DSP系统软件的开发难度，保证系统的实时性，缩短开发周期，将嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ移植到DSP芯片中是目前比较常用的一种方法。本文介绍了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的特点，并研究分析了μC/OS-Ⅱ操作系统在目前比较流行的DSP芯片TMS320C6713上的移植方法，解决了移植μC/OS-Ⅱ过程中的重点和难点。最后对移植后的操作系统进行测试，最终测试结果表明：该操作系统是一个稳定、可靠的实时嵌入式操作系统。【关键词】μC/OS-Ⅱ；嵌入

2、式实时操作系统；TMS320C6713；DSP；移植1μC/OS-Ⅱ操作系统介绍μC/OS-Ⅱ是一种可以免费使用，源代码公开的嵌入式操作系统，具有结构小巧、可裁剪、可固化、可移植性强等优点，同时拥有可剥夺的内核。主要有以下特点[1]：稳定性和安全性能好，实时多任务，可裁剪可固化，且具有较强的移植性。作为一种软件平台，它提供了包括任务管理和调度、时间管理、内存管理、消息邮箱以及任务间的通信和同步等系统服务功能。10μC/OS-Ⅱ内核的主要功能是为任务提供系统服务，根据任务的当前状态，及时执行优先级最高的处于就绪态的任务，采用占

3、先式调度机制，保证系统的实时性。μC/OS-Ⅱ软件结构如图1所示。2μC/OS-Ⅱ操作系统在DSP上移植的意义随着科学技术的不断发展，我们已经进入了数字化的时代，而数字化时代的核心引擎就是数字信号处理器（DigitalSignalProcessor，DSP）。从20世纪60年代数字信号处理理论诞生以来，数字信号处理器取得了迅猛的发展，DSP已经广泛的应用到社会生活的各个领域，正在改变着我们的生活方式。但是，随着社会的发展，大规模软件越来越成为当前软件行业的主流。伴随着大规模软件的普及，系统软件的复杂度也越来越高，系统软件对实

4、时性的要求也在不断增加。如何在大规模软件开发中保持系统良好的实时性，已经成为DSP系统开发的重点和难点，也是制约着DSP系统进一步发展的瓶颈。因此，在很多实际应用中，我们考虑使用μC/OS-Ⅱ实时内核来管理系统软件，可以以较小的代价，更大幅度地降低DSP系统软件的开发难度，同时兼顾系统的实时性和可靠性，缩短软件开发周期，具有很强的现实意义。10DSP芯片TMS320C6713由于其出色的运算能力、高效的指令集、智能外设、大容量的片内存储器和大范围的寻址能力等，得到了越来越广泛的应用。但是目前在6713芯片上进行的开发大都是在

5、没有操作系统的情况下进行的，效率较低。而且目前没有针对μC/OS-Ⅱ操作系统在DSP6713上进行移植的研究。因此，本文就是以此为目的，对在TMS320C6713DSP芯片上移植μC/OS-Ⅱ操作系统进行研究，并进行了测试验证。3μC/OS-Ⅱ在TMS320C6713上的移植3.1μC/OS-II的移植条件μC/OS-Ⅱ的大部分代码都是用C语言编写的，只有少量与处理器相关的代码使用汇编编写的，因此具有很强的可移植性。目前流行的多种处理器上都可以移植μC/OS-Ⅱ操作系统，要移植μC/OS-Ⅱ，目标处理器必须满足以下要求：1）

6、处理器的C编译器能产生可重用代码；2）用C语言就可以打开和关闭中断；3）处理器支持中断，并能产生定时中断；4）处理器支持一定数量的数据存储硬件堆栈；5）处理器有将堆栈指针和寄存器内容读出、并存储到堆栈或内存中的指令。DSP芯片TMS320C6713的特点及其软件开发环境CCS都能满足μC/OS-Ⅱ操作系统的移植要求，所以可以在该DSP芯片上进行移植。3.2μC/OS-II操作系统移植的主要工作10μC/OS-Ⅱ的体系结构如图2所示，由图可以看出用户编写的应用程序软件位于整个系统的顶层，只与跟应用相关的代码和μC/OS-Ⅱ中与

7、处理器无关的代码相关联。这种体系结构可以很好的保证应用软件的可重用性，当应用程序运行在不同处理器上时，只需要对与处理器相关的代码进行修改即可。由图可以看出，与处理器相关的代码主要在OS_CPU.H、OS_CPU_C.C、OS_CPU_A.ASM三个文件中，因此要实现μC/OS-Ⅱ操作系统的移植，需要对这三个文件中的代码进行修改。下面将详细说明在DSP芯片TMS320C6713上移植μC/OS-Ⅱ操作系统时修改这三个文件需注意的问题。1）OS_CPU.H移植实现OS_CPU.H中主要定义了与所使用的编译器有关的数据类型，同时还

8、定义了选择开关中断方法的宏OS_CRITICAL_METHOD、关中断宏OS_ENTER_CRITICAL（）、开中断宏OS_EXIT_CRITICAL（）、任务切换宏OS_TASK_SW（）和堆栈存放顺序的宏OS_STK_GROWTH。C语言中定义的数据类型的位数在不同的处理器中是不相同