基于M D K RTX的COrtex―M3多任務(wù)應(yīng)用設(shè)計(jì)
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MDK開發(fā)套件源自德國(guó)Keil公司，是ARM公司目前最新推出的針對(duì)各種嵌入式處理器的軟件開發(fā)工具。MDKRL―IUX是一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)內(nèi)核，完全集成在MDK編譯器中。廣泛應(yīng)用于ARM7、ARM9和Cortex-M3設(shè)備中。它可以靈活解決多任務(wù)調(diào)度、維護(hù)和時(shí)序安排等問題。基于RL―I訂X的程序由標(biāo)準(zhǔn)的C語言編寫，由Real―View編譯器進(jìn)行編譯。操作系統(tǒng)依附于C語言使聲明函數(shù)更容易，不需要復(fù)雜的堆棧和變量結(jié)構(gòu)配置，大大簡(jiǎn)化了復(fù)雜的軟件設(shè)計(jì)，縮短了項(xiàng)目開發(fā)周期。
Cortex―M3是一個(gè)32位的核。它是首個(gè)基于ARMv7M架構(gòu)，主要針對(duì)價(jià)格敏感但又具備高系統(tǒng)效能需求的嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)，如微控制器、汽車車體系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)裝置等。它內(nèi)核緊湊，性能更高，采用了Thumb一2指令集架構(gòu)，中斷時(shí)間更短，標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)存映射，帶有內(nèi)置SysTick的集成式NVIC。SysTick能定期地產(chǎn)生異常請(qǐng)求，作為系統(tǒng)的時(shí)基，計(jì)時(shí)更準(zhǔn)確。
MDK RL―RTX和Cortex―M3都源自ARM公司。ARM公司將其無縫整合在MDK開發(fā)套件中，因此將RL―RTX移植到Cortex―M3上非常適合。RL―RTX作為一個(gè)全功能的內(nèi)核，可以結(jié)合實(shí)時(shí)軟件庫(kù)中的其他組件。例如，加入實(shí)時(shí)庫(kù)中RL―Flasht文件系統(tǒng)組件，就可以讀寫標(biāo)準(zhǔn)SD卡和MMC卡上面的文件；加入RL―TCPnet組件，可應(yīng)用于HTTP Web，ServeI’、TFTP Server和SMTP Client等?？蓴U(kuò)展性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。
2 基于COrtex―M3硬件平臺(tái)的構(gòu)建
STM32F103VB是ST公司基于Cortex―M3的處理器。它有1個(gè)128 KB Flash，1個(gè)20 KB SRAM，4個(gè)16位定時(shí)器，100個(gè)可編程的I／0引腳，具有I2C、SPI、USB、15SART和CAN接口，2路10通道12位A／D轉(zhuǎn)換器，RTC功能模塊，WDT功能和高級(jí)電源管理功能。
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)緩存RAM和程序存儲(chǔ)器Flash為芯片自帶，系統(tǒng)外接A／D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成控制器。基于Cortex-M3核的最小系統(tǒng)框圖如圖1所示。
基于該平臺(tái)，設(shè)計(jì)一個(gè)超溫報(bào)警器。使用美國(guó)半導(dǎo)體Dalias公司的智能溫度傳感器DS18820采樣，LCD顯示溫度數(shù)值，如果短時(shí)間內(nèi)溫度超出正常溫度，蜂鳴器發(fā)出100 dB警報(bào)且LED燈閃爍示警?？梢赃M(jìn)一步在該平臺(tái)上進(jìn)行擴(kuò)展，加入GPS和GPRS模塊，當(dāng)溫度超出設(shè)定范圍時(shí)，GPS將現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)緯度以及時(shí)間通過GPRS以短信方式發(fā)送給監(jiān)控中心，GPRS模塊自動(dòng)撥打有關(guān)人員移動(dòng)電話或固定電話報(bào)警。
3 MDK RL―RTX的配置與移植
RL―RTX在任務(wù)管理方面不僅支持搶先式任務(wù)切換，而且支持時(shí)間片輪轉(zhuǎn)切換。在基于時(shí)間片的輪轉(zhuǎn)任務(wù)機(jī)制下，CPIJ的執(zhí)行時(shí)間被劃分為若干時(shí)間片，由RL―RTX分配一個(gè)時(shí)間片給每個(gè)任務(wù)，在該時(shí)間片內(nèi)只執(zhí)行這個(gè)任務(wù)。當(dāng)時(shí)間片到，在下一個(gè)時(shí)間片中無條件地執(zhí)行另外一個(gè)任務(wù)。所有任務(wù)都輪詢一次后，再回頭執(zhí)行第一個(gè)任務(wù)。
RL―RTX最多可以定義256個(gè)任務(wù)，所有任務(wù)都可以同時(shí)激活成為就緒態(tài)。RL―RTX用戶任務(wù)具有表1所列的幾個(gè)狀態(tài)。
評(píng)論