構(gòu)建基于RTOS51操作系統(tǒng)的嵌入式軟件工程

在Nexar中創(chuàng)建基于RTOS的嵌入式系統(tǒng)工程，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)嵌入式工程，其中包括一個(gè)用戶(hù)配置文件(user.oil)，用戶(hù)設(shè)計(jì)源文件(*.c，*.h);并在系統(tǒng)配置選項(xiàng)中設(shè)定編輯，編譯，鏈接及調(diào)試環(huán)境參數(shù)。當(dāng)修改用戶(hù)配置文件(user.oil)，系統(tǒng)將會(huì)在目標(biāo)代碼中重建RTOS庫(kù)。完成嵌入式系統(tǒng)工程編譯后，TASKING調(diào)試器可以利用ORTI協(xié)議(OSEK實(shí)時(shí)接口協(xié)議)完成嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)試。同時(shí)，在Nexar中支持軟件的仿真調(diào)試功能。

以下我們將結(jié)合一個(gè)實(shí)例來(lái)簡(jiǎn)要介紹一下如何在Nexar上實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的基于RTOS51的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程。

首先：創(chuàng)建一個(gè)新的嵌入式系統(tǒng)工程

1、選擇菜單 [menus]File>>New>>Project>>Embedded Project，在工程欄中將會(huì)顯示新建的嵌入式系統(tǒng)工程名，選擇菜單[menus]File>>Save Project，在對(duì)話(huà)框中修改工程名稱(chēng)，然后Save。在工程欄中選擇File View選項(xiàng)，在工程中將會(huì)列出所有屬于當(dāng)前工程的文件。注：Structure Editor選項(xiàng)用于編輯工程中文件間的鏈接關(guān)系。

2、在嵌入式系統(tǒng)工程添加用戶(hù)配置文件(myrtos.oil)及系統(tǒng)控制源代碼(mymain.c)。選擇菜單 [menus]File>>New>>C Source Document 及Text Document;也可以在工程欄中選中嵌入式系統(tǒng)工程名，然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)，選擇[popups]Add New to Project>>C file 及Text Document。保存文件，重新命名為mymain.c及myrtos.oil。

為了便于演示，在這個(gè)嵌入式系統(tǒng)工程中僅涉及到了用戶(hù)配置文件(myrtos.oil)及系統(tǒng)控制源代碼(mymain.c)兩個(gè)文件。實(shí)際上，用戶(hù)可以根據(jù)軟件設(shè)計(jì)的需要添加函數(shù)頭文件及子程序源代碼。在工程建立后，Nexar將自動(dòng)生成一個(gè) makefile(在本項(xiàng)目中為myrtos.mak)，在該文檔中包含了嵌入式系統(tǒng)構(gòu)架規(guī)則;在每次重編譯時(shí)，Nexar將會(huì)按照makefile中的設(shè)定更新嵌入式工程目標(biāo)代碼。在嵌入式系統(tǒng)工程中RTOS庫(kù)的建立是通過(guò)OIL文件中的參數(shù)設(shè)定。

其次：編輯系統(tǒng)應(yīng)用文檔

1、 在文檔mymain.c中編寫(xiě)用戶(hù)源代碼如下，然后保存;

#include //OSEK/OSEK.H RTOS51內(nèi)核系統(tǒng)函數(shù)頭文件

DeclareTask(task0); //申明任務(wù)0

DeclareTask(task1); //申明任務(wù)1

DeclareTask(task2); //申明任務(wù)2

DeclareEvent(EV0); //定義事件0

DeclareEvent(EV1); //定義事件1

DeclareAppMode(Ap1); //定義任務(wù)運(yùn)行模式

int main(int argc)

{

(void)argc; //系統(tǒng)傳遞參數(shù) argc

StartOS(Ap1); //調(diào)用系統(tǒng)函數(shù) StartOS()

return 1;

}

TASK(task0) //任務(wù)0子程序代碼

{

EventMaskType event;

ActivateTask(task1); //調(diào)用任務(wù)1子程序

while(1)

{

WaitEvent(EV0 | EV1); //調(diào)用系統(tǒng)事件判定函數(shù) WaitEvent()

GetEvent(task0,&event); //調(diào)用系統(tǒng)事件傳遞函數(shù)GetEvent()

ClearEvent(event); //調(diào)用系統(tǒng)事件釋放函數(shù) ClearEvent()

if(event & EV0)

{

ActivateTask(task2); //調(diào)用任務(wù)2子程序

}

else if (event & EV1)

{

ActivateTask(task1); //調(diào)用任務(wù)1子程序

}

}

}

TASK(task1) //任務(wù)1子程序代碼

{

SetEvent(task0,EV0);

TerminateTask();

}

TASK(task2) //任務(wù)2子程序代碼

{

SetEvent(task0,EV1);

TerminateTask();

}

2、 在文檔myrtos.oil中編寫(xiě)用戶(hù)配置文件，然后保存;

#include //OSEK/OSEK.OIL RTOS51內(nèi)核系統(tǒng)配置文件

CPU myRTOS //構(gòu)架一個(gè)基于RTOS的應(yīng)用代碼myRTOS

{

OS StdOS //定義一個(gè)基于RTOS的操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)StdOS

{

/* All debug switches are enabled */

STATUS = EXTENDED; //

STARTUPHOOK = FALSE;/*TRUE;*/ //上電自加載函數(shù)使能

ERRORHOOK = FALSE; //錯(cuò)誤信息函數(shù)使能

SHUTDOWNHOOK = FALSE; //關(guān)閉函數(shù)使能

PRETASKHOOK = FALSE; //預(yù)先定義任務(wù)調(diào)用函數(shù)使能

POSTTASKHOOK = FALSE; //已調(diào)用任務(wù)函數(shù)使能

USEGETSERVICEID = FALSE; //用戶(hù)收發(fā)函數(shù)調(diào)用使能

USEPARAMETERACCESS = FALSE; //

USERESSCHEDULER = FALSE; //用戶(hù)任務(wù)調(diào)用計(jì)劃函數(shù)使能

/* tetris does not undergo application resets */

MULTISTART = FALSE; //多任務(wù)控制使能

/* shuts down the system in case of stack overflow */

STACKMONITOR = TRUE; //堆棧監(jiān)控使能

/* let us have ORTI information */

ORTI = TRUE; //ORTI協(xié)議調(diào)用使能(注：運(yùn)行debug時(shí)，需設(shè)定為true)

EVENT EV0; //定義事件0

EVENT EV1; //定義事件1

APPMODE Ap1; //定義運(yùn)行模式

TASK task0 //設(shè)定任務(wù)0的運(yùn)行模式

{

PRIORITY = 9; //優(yōu)先級(jí)設(shè)定1-255，越大表示優(yōu)先級(jí)高

SCHEDULE = FULL; //執(zhí)行任務(wù)計(jì)劃

ACTIVATION = 1; //激活狀態(tài)

AUTOSTART = TRUE {APPMODE=Ap1;}; //自動(dòng)調(diào)用，true表示任務(wù)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用功能使能

EVENT = EV0; //定義任務(wù)中運(yùn)行的事件

EVENT = EV1;

};

TASK task1 //設(shè)定任務(wù)1的運(yùn)行模式

{

PRIORITY = 5;

SCHEDULE = FULL;

ACTIVATION = 1;

AUTOSTART = FALSE;

};

TASK task2 //設(shè)定任務(wù)2的運(yùn)行模式

{

PRIORITY = 5;

SCHEDULE = FULL;

ACTIVATION = 1;

AUTOSTART = FALSE;

};

};

3、設(shè)定嵌入式系統(tǒng)工程參數(shù)：

在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中通過(guò)選擇工程菜單[menus]Project>>Project Options，打開(kāi)對(duì)話(huà)框Options for Embedded Project *.PrjEmb(如圖2.1)。在圖2.1右上角的設(shè)定選項(xiàng)中選擇TASKING TSK51x/TSK52x;然后，在處理器域中選擇當(dāng)前嵌入式工程的軟核對(duì)象(如TSK51A)。在C編譯域中存儲(chǔ)器模式屬性選中variables in XDATA并使能 allow reentrant function功能框。(注：對(duì)初學(xué)者而言，可以簡(jiǎn)單的通過(guò)將所有功能選項(xiàng)設(shè)定為系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)，如圖2.1中紅色標(biāo)注部分)。[!--empirenews.page--]

3、 構(gòu)建用戶(hù)應(yīng)用系統(tǒng)：

在系統(tǒng)菜單[menus]Project>>Compile Embedded Project *.PrjEmb命令，或在工程欄中，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)工程名(Embedded_Project1.PrjEmb);OIL文件及RTOS庫(kù)將會(huì)通過(guò)系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境編譯、集成、鏈接及定位一些動(dòng)作生成一個(gè)*.abs文檔。就本演示工程而言，在工程構(gòu)建完成后，在工程目錄下將會(huì)出現(xiàn)以下一系列自動(dòng)生成的文檔：

工程通用文件：g_conf.c/g_isrstrame.c/g_conf_types.h/g_conf.h

用戶(hù)配置文件：orti.txt/flag.h

RTOS庫(kù)文件：OSEK.lib

工程目標(biāo)文件：*.abs

4、 調(diào)試用戶(hù)應(yīng)用系統(tǒng)：

在獲得一個(gè)由系統(tǒng)構(gòu)建的嵌入式項(xiàng)目目標(biāo)文件(*.abs)后，Nexar開(kāi)發(fā)工具將可以提供對(duì)嵌入式項(xiàng)目的集成在線(xiàn)調(diào)試功能，同時(shí)也支持仿真調(diào)試功能;首先打開(kāi)主程序文檔，然后在工程欄中用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊嵌入式項(xiàng)目工程并在彈出的浮動(dòng)命令條上選擇simulate命令，接下來(lái)通過(guò)選擇系統(tǒng)菜單 [menus]View>>Workspace Panels>>Embedded>>RTOS命令調(diào)出調(diào)試信息對(duì)話(huà)框，從系統(tǒng)菜單中選擇 [menus]Debug>>RTOS>>Tasks命令，最后按功能鍵F9，仿真執(zhí)行嵌入式項(xiàng)目。為了便于觀察項(xiàng)目的運(yùn)行狀態(tài)，在調(diào)試信息對(duì)話(huà)框中可以添加相應(yīng)的關(guān)鍵字或在主程序中設(shè)定斷點(diǎn)，如圖2.2。

5、 以下是調(diào)試功能鍵的定義，如圖2.3：

a、執(zhí)行 F9

b、設(shè)定斷點(diǎn) F5

c、單步執(zhí)行 F7

d、單步跨越執(zhí)行 F8

e、停止調(diào)試 Ctr+F3

f、調(diào)試復(fù)位 Ctr+F2

g、執(zhí)行到光標(biāo)處 Ctr+F9