μC/OS-II在GPRS終端系統(tǒng)中的應用
實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II面向中小型嵌入式應用,包含全部功能模塊的內核大約為10KB,RAM的應用量主要與系統(tǒng)中的任務數有關。
GPRS是在目前運行的GSM網絡基礎上發(fā)展起來的數據業(yè)務,可以采用與GSM同樣的調制技術、頻率,以及同樣的TDMA幀結構。利用現有的基站子系統(tǒng)(BSS),GPRS從一開始就可以提供全面的覆蓋。
GPRS終端系統(tǒng)的硬件組成
GPRS終端系統(tǒng)主要由控制部分和GPRS無線模塊組成,如圖1所示。
為了適應嵌入式技術在GPRS通信中的應用,系統(tǒng)的控制部分采用了S3C4480x芯片。
S3C44B0x是16/32位RISC微處理器,為手持設備和通常應用提供了一種高性價比的解決方案。
S3C44B0x具有豐富的片內資源,可以通過串行接口操作GPRS模塊,操作指令為AT命令集。
GPRS無線模塊采用了SIM300,該模塊支持GPRS的語音、數據和短信息功能,內嵌TCP/IP協議。該模塊主要由射頻天線、內部Flash、SRAM、GSM基帶處理器、匹配電源和一個60腳的ZIF插座組成。其中,GSM基帶處理器是核心部件,其作用相當于一個協議處理器,用來處理外部系統(tǒng)通過串口發(fā)送過來的AT指令。GPRS模塊接收速率可達86.2kbps,發(fā)送速率達21.5kbps,易于機集成。
μC/OS-II的移植
μC/OS-Ⅱ是一個移植性很強的操作系統(tǒng),其源代碼分為硬件無關和硬件有關兩個部分,移植時只需修改與硬件有關的部分。移植μC/OS-II到S3C44B0X上,需做以下工作:
(1)修改數據類型
為保持與平臺的無關性,μC/OS-II使用經過宏定義的通用類型,如INT16U,表示16位無符號數。在移植時,要把它們映射成正確的類型。
(2)進入和退出臨界段
用關閉和打開中斷的方式,實現進入臨界段函數OS_ENTER_CRITICAL()和退出臨界段函數OS_EX2IT_CRITICAL()。
(3)設置堆棧生長方向
不同的處理器堆棧的生長方向不同,對S3C44B0X來說,其生長方向可以向上也可以向下。但是,由于編譯器ADS僅支持堆棧從上往下長,并且必須是滿遞減堆棧,所以這里要設置的實際使用方向為向下增長,即 #define OS_STR_GROWTH 1;
(4)任務的切換和調度
進行任務的切換和調度有兩種方法,一是當前運行的任務主動調用OS_Sched(),判斷是否有更高優(yōu)先級的任務要運行,如果有就將其切換到就緒態(tài),然后調用OS_FASK_SW(),產生一個軟中斷,中斷向量指向函數OSIntCtxSw(),在其中修改任務堆棧,運行新的任務。二是產生硬件中斷后,在中斷處理函數中調用OSIntEx()。
在上述過程中,產生軟中斷和修改任務堆棧的代碼都是與處理器相關的,S3C44B0X的軟中斷匯編指令是SWI,壓棧和出棧的匯編指令分別是STM和LDM。
(5)堆棧的初始化
μC/OS-II在創(chuàng)建任務時會調用OSTaskStkInt()函數對任務堆棧進行初始化,這里需要將堆棧設置成和產生中斷后的形式一樣,一般包括任務起始地址、中斷返回地址、CPU寄存器等內容。另外,還要保證任務是運行在特權模式下,而不是用戶模式下。
(6)時鐘節(jié)拍中斷
μC/OS-II用時鐘節(jié)拍中斷實現時間延遲和超時功能,定時頻率一般在10Hz~100Hz。設置定時器的代碼與CPU相關,中斷向量必須指向μC/OS-II時鐘節(jié)拍中斷服務子程序OSTickISR()。
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系統(tǒng)的流程和任務的組成
本系統(tǒng)中,首先調用OSInit(),初始化μC/OS-II所有的變量和數據結構,再調用ARM_init()初始化微控制器的定時器及串口等硬件,通過調用OSTaskCreate(),依次創(chuàng)建各個任務,最后調用OSStart()啟動系統(tǒng),開始多任務調度。整個系統(tǒng)控制程序模塊及流程如圖2所示。
整個系統(tǒng)中的任務包括ARM控制部分的鍵盤掃描、LCD顯示任務、通信任務以及GPRS終端功能的短消息任務和語音通話任務等。因此,在μC/OS-II系統(tǒng)中的任務主要包括:
鍵盤掃描任務task_sys_key scan(),包括4
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