μuC/OS-Ⅱ在ARM9上的移植(S3C2440)概要設計總頁數編制南昌航空大學東軟班概要設計××××詳細設計書修改履歷修改編號日期修改人版本號修改內容1VER0.1.0初始做成23目錄297761文檔概述 54781.1文檔目的和范圍 5188191.2術語/縮略語 5229951.3參考文檔 527112模塊概述 5196832.1模塊功能定義 6233352.2模塊結構 7307402.3模塊動作時序 8134603接口說明 8178993.1數據結構定義 8315703.1.1模塊間接口函數 9文檔概述文檔目的和范圍該項目主要完成主要包括μC/OS-II移植到ARM9S3C2440上，主要實現任務的啟動和任務在中斷級的調度和任務的上下文切換，還有實現中斷處理服務和開關中斷。術語/縮略語序號術語/縮略語說明1任務調度通過一定的規則實現任務的切換2參考文檔序號文檔名作者時間版本1需求分析付海文2013-12-11VER0.1.02階段文檔模板東軟實訓中心2014-4-14VER0.1.0模塊概述本模塊是μC/OS-II移植到ARM9S3C2440上的最主要的工作，是連接μC/OS-II操作系統內核和處理器的中間橋梁，每個任務的任務控制塊（TCB）中都有自己的堆棧空間用來保存任務的上下文，當需要啟動該任務時，通過把管理模式下的堆棧指針SP指向任務的堆棧空間，以出棧的方式把任務的上下文導入到處理器的寄存器中，此時處理器程序計數器（PC）指向任務程序入口地址，即實現了任務的啟動；當發生任務級的調度時，首先將當前處理器各寄存器壓入棧中，然后在當前任務的TCB中保存任務的堆棧指針，最后將最高優先級就緒態任務切換到處理器中運行態；在中斷級的任務切換中需要考慮到中斷的嵌套和中斷的返回。模塊功能定義 序號功能點功能點詳細內容1多任務啟動用于用戶程序開始啟動任務，直接運行最高優先級就緒態任務2任務級的切換當前任務被掛起時，通過比較優先級判優進行任務切換3中斷級的任務切換當中斷處理結束后，在中斷非嵌套情況下實現任務的切換4中斷服務子程序當中斷發生，保存CPU現場，調用中斷處理程序，中斷返回5關中斷將處理器程序狀態寄存器設置為關中斷狀態，禁止中斷發生6開中斷將處理器程序狀態寄存器設置為開中斷狀態，使能中斷7時鐘中斷處理發生時鐘中斷，調用內核時鐘節拍處理函數8任務堆棧初始化每個任務都有一個任務堆棧，該堆棧用來保存任務的上下文。模塊結構圖1模塊間接口模塊名稱模塊類型概要說明OSTaskStkInit接口任務堆棧初始化OSStartHighRdy接口最高優先級任務啟動OSTaskSwHook接口用戶自定義函數OSCtxSw接口任務級任務切換OSIntCtxSw接口中斷級任務切換OSTickISR接口時鐘中斷處理OSCPUSaveSR接口關中斷OSCPURestoreSR接口開中斷OS_CPU_IRQ_ISR接口中斷服務程序模塊動作時序系統時鐘產生中斷后，CPU轉去處理時鐘中斷如下圖圖2cpu時鐘中斷處理的過程接口說明數據結構定義typedefunsignedcharBOOLEAN;/*布爾變量*/typedefunsignedcharINT8U; /*無符號8位整形變量*/typedefsignedcharINT8S; /*有符號8位整形變量*/typedefunsignedshortINT16U;/*無符號16位整形變量*/typedefsignedshortINT16S;/*有符號16位整形變量*/typedefunsignedintINT32U;/*無符號32位整形變量*/typedefsigned intINT32S;/*有符號32位整形變量*/typedeffloat FP32; /*單精度浮點數（32位長度）*/typedefdouble FP64; /*雙精度浮點數（64位長度）*/typedefINT32U OS_STK; /*堆棧是32位寬度*/typedefINT32U OS_CPU_SR; /*CPUstateregister*/#defineOS_CRITICAL_METHOD 3#defineOS_ENTER_CRITICAL() (cpu_sr=OSCPUSaveSR()) /*Disableinterrupts*/#defineOS_EXIT_CRITICAL() (OSCPURestoreSR(cpu_sr)) /*Enableinterrupts*/#defineOS_STK_GROWTH 1/*StackgrowsfromHightoLowOnARM*/函數#defineOS_TASK_SW() OSCtxSw()模塊間接口函數OSTaskStkInit函數名OSTaskStkInit文件名../OS_CPU_c.c功能概要定義數據類型記述形式OS_STK*OSTaskStkInit(void(*task)(void*pd),void*p_arg,OS_STK*ptos,INT16Uopt)參數類型變量名I/O說明void(*)(void*)task,pd-函數入口地址返回值類型OS_STK說明值堆棧棧頂指針正常結束--詳細說明任務堆棧初始化函數使用注意事項無OSTaskSwHook函數名OSTaskSwHook文件名../OS_CPU_c.c功能概要用戶自定以鉤子函數記述形式voidOSTaskSwHook(void)參數類型變量名I/O說明void返回值類型-說明值詳細說明用戶可以自己更改鉤子函數使用注意事項如果更改此函數時不要在該函數里延時太長OSStartHighRdy函數名OSStartHighRdy文件名../OS_CPU_a.s功能概要啟動最高優先級就緒態任務記述形式OSStartHighRdy參數類型變量名I/O說明返回值類型-說明值詳細說明此函數為匯編函數，在任務第一次啟動時被調用使用注意事項不需要保存任務堆棧OSCtxSw函數名OSCtxSw文件名../OS_CPU_a.s功能概要任務級任務切換記述形式OSCtxSw參數類型變量名I/O說明返回值類型-說明值詳細說明當任務被掛起時，通過優先級判優選擇后，會調用此匯編函數執行任務調度使用注意事項首先保存當前任務的堆棧，然后在切換到最高優先級就緒態任務OSIntCtxSw 函數名OSIntCtxSw文件名../OS_CPU_a.s功能概要中斷級任務調度記述形式OSIntCtxSw參數類型變量名I/O說明返回值類型-說明值詳細說明當前中斷退出后，若在非中斷嵌套情況下，會調用該函數執行任務調度使用注意事項無需保存CPU現場，直接切換到最高優先級就緒任務OSTickISR 函數名OSTickISR文件名../OS_CPU_a.s功能概要時鐘中斷服務記述形式OSTickISR參數類型變量名I/O說明返回值類型-說明值詳細說明當發生定時器中斷時，此函數被中斷服務子程序調用執行時鐘中斷服務使用注意事項在清除INTPND時必須通過寫INTPND實現OS_CPU_IRQ_ISR函數名OS_CPU_IRQ_ISR文件名../OS_CPU_a.s功能概要發生IRQ，提供中斷服務記述形式OS_CPU_IRQ_ISR參數類型變量名I/O說明返回值類型-說明值詳細說明該函數被安裝在啟動代碼中，作為HanlerIRQ的處理程序使用注意事項中斷向量的大范圍跳轉需要使用DCDOSCPUSaveSR 函數名OSCPUSaveSR文件名../OS_CPU_a.s功能概要關中斷記述形式OSCPUSaveSR參數類型變量名I/O說明返回值類型INT32U說明值cpu_sr保存當前程序狀態寄存器CPSR的控制位，在此使用R0,來保存該值--詳細說明OS_ENTER_CRITICAL（）被宏定義為OSCPUSaveSR,實現臨界段保護使用注意事項通用寄存器R0被用來保存CPSR的值3.1.1.9OSCPURestoreSR 函數名OSCP