隨著科技的發展，嵌入式系統的應用越來越廣泛，為了進行射頻功率校準系統的嵌入式軟件開發，需要將嵌入式實時操作系統μC／OS -Ⅱ移植到sharp lh79520微處理器上。分析了嵌入式實時操作系統μC／OS-Ⅱ的代碼結構，接著，對目前流行的嵌入式微處理器sharp lh795 20的特點進行了說明，詳細介紹了μC／OS-Ⅱ在sharp lh79520處理器上的移植過程，特別對OS_CPU_A．ASM文件的修改給出了詳細的移植代碼，最后對移植的代碼進行了嚴格的測試，結果表明移植后的μC／OS-Ⅱ操作系統內核運行穩定可靠，驗證了移植的成功。

    在嵌入式操作系統領域，Jean J．Labrosse開發的μC／OS，由于開放源代碼和強大而穩定的功能，在嵌入式系統領域引起強烈反響。   μC／OS-Ⅱ開放源代碼的方式使其不但知其然，還知其所以然。通過對于系統內部結構的深入了解，能更加方便地進行開發和調試；并且在這種條件下，完全可以按照設計要求進行合理的裁減、擴充、配置和移植。自1992第1版問世以來，已有成千上萬的開發者把它成功地應用于各種系統，安全性和穩定性已經得到認證，現已經通過美國FAA認證。

    1 μC／OS-Ⅱ簡介

    1．1 μC／OS-Ⅱ的特點

    μC／OS-Ⅱ是一個完整、可移植、可固化、可裁剪的占先式實時多任務內核。μC／OS-Ⅱ用ANSIC語言編寫，包含一小部分匯編語言代碼，使之可以供不同架構的微處理器使用。μC／OS-Ⅱ可以管理64個任務，具有信號量、互斥信號量、事件標志組、消息郵箱、消息隊列、任務管理、時間管理和內存管理等系統功能。

    μC／OS-Ⅱ可以大致分成核心、任務處理、時間處理、任務同步與通信，CPU的移植等5個部分。μC／OS-Ⅱ操作系統內核的主要工作就是對任務進行管理和調度。從應用程序設計的角度來看，μC／OS-Ⅱ的任務就是一個線程，就是一個用來解決用戶問題的C語言函數和與之相關聯的一些數據結構而構成的一個實體。

    從任務的存儲結構來看，μC／OS-Ⅱ的任務由3個部分構成：任務程序代碼、任務堆棧和任務控制塊。其中，任務控制塊用來保存任務屬性；任務堆棧用來保存任務工作環境；任務程序代碼是任務的執行部分。

    1．2 μC／OS-Ⅱ的系統結構

    圖1說明了μC／OS-Ⅱ的軟硬件體系結構。

    應用程序處于整個系統的頂層，每個任務都可以認為自己獨占了CPU，因而可以設計成為一個無限循環。μC／OS-Ⅱ處理器無關的代碼，μC／OS-Ⅱ的系統服務，應用程序可以使用這些API函數進行內存管理、任務間通信以及創建、刪除任務等。

    2 SHARP LH79520微處理器簡介

    LH79520微處理器是夏普公司(SHARP)設計的32位ARM7TDMI RISC處理器核，具有低功耗、高性能的特點，主要功能描述如下：工作在77．414 4 MHz，帶8 kHz緩存的2．5 V的靜態ARM7TDMI CPU核；一個集成的SDRAM控制器和靜態存儲器控制器；DMA控制器；彩色LCD控制器(CLCDC)；同步串行口(SSP)；集成了3個通用異步收發器(UART)；脈寬調制器(PWM)，最高到16位的分辨率；矢量中斷控制器包含了對20個內部和8個外部中斷源中斷請求的控制和應用；看門狗定時器Watchdog Timer；提供最多86位的可編程輸入／輸出口(GPIO)。

    3 μC／OS-Ⅱ的移植

    由于μC／OS-Ⅱ是一個通用性的操作系統，所以對于關鍵問題上的實現，還是需要根據具體CPU的具體內容和要求作相應的移植。

    基于ARM7TDMI的處理器LH79520完全滿足移植的要求，本文將μC／OS-Ⅱ移植到LH79520上，使用IAR EWARM作為編譯器，修改與處理器類型有關部分的代碼。

    將μC／OS-Ⅱ移植到ARM處理器上，大部分的修改工作集中在3個和體系結構相關的文件中，這3個文件是OS_CPU_C．C，OS_CPU_C．h及OS_CPU_A．s，下面分別介紹這3個文件的移植過程。

    3．1 修改OS_CPU．H文件

    OS_CPU．H文件包括了用#define語句定義的、與處理器相關的常數、宏以及類型。

3．1．1 數據類型
    μC／OS-Ⅱ不使用C語言中的short，int和long等數據類型的定義，因為它們與處理器類型有關，隱含著不可移植性。代之以移植性強的整數數據類型，這樣，既可直觀又可移植，不過這就成了必須移植的代碼。根據IAR EWARM C編譯器的特性，特做如下定義：
    
3．1．2 代碼臨界區
    RTOS在進入系統臨界區前必須關閉中斷，退出臨界區后再開中斷，μC／OS-Ⅱ定義了2個宏來開／關中斷：
   
3．1．3 堆棧增長方向
    堆棧增長方向與編譯器有關，在μC／OS-Ⅱ中，用OS_STK_GROWTH來設置堆棧的增長方向，OS_STK_GROWTH為O表示堆棧從低地址向高地址方向增長；OS_STK_GROWTH為1表示堆棧從高地址向低地址方向增長，在本例中堆棧從高地址向低地址方向增長，其宏定義為：
    #define OS_STK_GROWTH 1；／*堆棧從高地址向低地址增長*／

    3．2 修改OS_CPU_C．C文件

    3．2．1 任務堆棧初始化

    修改OSTaskStkInit()函數，OSTaskStkInit()由任務創建函數OSTaskCreate()或OSTaskCreateExT()調用，用來初始化任務的堆棧。OS Task StkInit()與調用它的函數由3個參數進行傳遞：任務代碼起始地址(task)，參數指針(p_arg)，任務堆棧頂地址(ptos)。

    后5個函數為鉤子函數，如無特殊需求可以不加代碼。
3．2．2 中斷級任務切換函數
    OSINTCtxSw()函數通過設置一個全局變量OSIntCtxSwFlag標志以表示在中斷服務程序中進行任務切換，并在OSTICkISR()中判斷該變量以進行正確的動作。
   
3．3 修改OS_CPU_A．ASM文件
    在此文件中需改寫4個函數：OSStartHighRdy()，OSCtxSw()，OSIntCtxSw()和OSTickISR()。
3．3．1 OSStartHighRdy()函數
    該函數由OSStart()調用，功能是運行優先級最高的就緒任務，其代碼如下：
    
       

3．3．2 OSCtxSw()函數
    此函數用以實現任務級的切換，實現由低優先級任務向高優先級任務切換。此函數被任務調度函數OS_Sched()調用，實現任務切換，其代碼如下：
   
3．3．3 OSINTCtxSw()函數
    該函數的作用是在時鐘中斷服務例程中發現有高優先級任務等待的時鐘信號到來時，則在中斷退出后并不返回被中斷任務，而是直接調度就緒的高優先級任務執行，這樣做能夠盡快地讓高優先級的任務得到響應，保證系統的實時性能。
    OSIntCtxSw()函數中大部分代碼同OSCtxSw()函數是一樣的，區別只是，需要保存中斷模式下的堆棧，在切換到用戶模式下運行新任務。
3．3．4 OSTICkISR()函數
    OSTickISR()是μC／OS-Ⅱ的時鐘節拍函數，主要實現任務的切換，其代碼如下：
    
    

4 測試移植代碼
    上述的移植工作是最基本的內容，除此之外，還要加上硬件初始化和相應的配置文件。
    為了驗證μC／OS-Ⅱ移植成功，需要測試移植代碼。首先不加任何應用代碼來測試移植好的μC／OS-Ⅱ，也就是說先測試內核自身的運行情況是否良好。
    內核運行良好時，通過以下4個步驟測試移植代碼的運行：
    (1)確保C編譯器、匯編編譯器和連接器的正常工作；
    (2)驗證OSTaskStkInit()和OSStartHighRdy()函數的正確運行；
    (3)驗證OSCtxSw()函數；
    (4)驗證OSIntCtxSw()和OSTickIsr()函數的正確運行。
    若全部能夠正常運行，那就是移植的μC／OS-Ⅱ已經能夠正常的工作了，可以添加應用任務了。

    5 結語
    嵌入式實時操作系統μC／OS-Ⅱ的使用使得程序的可讀性、可靠性、可擴展性有很大的改善。本文從實際出發，給出源代碼開放嵌入式實時操作系統μC／OS-Ⅱ在微處理器LH79520上的移植方案，移植后的操作系統順利經過測試，運行穩定，并達到了實時系統的要求。