基于MSP430單片機的實時多任務操作系統(tǒng)

摘要：實時多任務操作系統(tǒng)(RTOS)能有效提高嵌入式平臺的資源利用效率，是嵌入式應用的必然趨勢。本文闡述基于MSP430F149的RTOS——M430/OS。它由匯編寫成、短小精干、占用系統(tǒng)資源少、運行穩(wěn)定可靠，目前已在思達高科配網(wǎng)技術公司產(chǎn)品上得到應用。

    關鍵詞：RTOS 任務調(diào)度 MSP430

引 言

1 在MSP430上使用RTOS的意義

　　一般的觀點認為，MSP430上使用RTOS是沒有意義的這是可以理解的。因為MSP430的硬件資源有限(以MSP430F149為例，只有2KB RAM),任何商業(yè)操作系統(tǒng)都不可能移植到MSP430上。目前在MSP430上得到應用的RTOS，只有μC/OS-II，但使用μC/OS-II 必須有昂貴的C編譯器，這嚴重地限制了其在MSP430上的使用。

　　正是基于以上情況，筆者在應用MSP430過程中，編寫了一個基于MSP430F149的RTOS，暫定名為M430/OS。它占用RAM量少、代碼短小，稍加改動就可適用于大多數(shù)其它MSP430單片機。

　　在MSP430單片機系統(tǒng)上使用M430/OS，對系統(tǒng)有以下意義：

　�、� 實現(xiàn)軟件設計的模塊化�？蓪⒉煌�的功能模塊編制成相應的任務，由操作系統(tǒng)按級別調(diào)用，不必為先執(zhí)行哪個功能、后執(zhí)行哪個功能而費神。

　�、� 能更合理、有效地利用CPU有限的資源。按任務的重要程度安排任務的級別，能夠保證最重要的任務得以最及時執(zhí)行。

　�、� 大大降低系統(tǒng)故障率。低優(yōu)先級的任務發(fā)生阻塞時，高優(yōu)先級任務的執(zhí)行不受影響。

2 M430/OS在MSP430F149上的實現(xiàn)

    2.1 M430/OS功能特點

　　M430/OS有以下特點：

　�、� 采用占先式內(nèi)核，即高優(yōu)先級的任務可以從低優(yōu)先級任務“搶”回CPU控制權(quán)；

　�、� 每個任務都單獨開辟一個任務棧；

　�、� 每個任務占十幾到幾百字節(jié)的任務堆棧，任務棧的大小可以根據(jù)任務中現(xiàn)場數(shù)據(jù)、局部變量和嵌套調(diào)用的情況估算；

　�、� 每個任務各分配一個優(yōu)先級,不支持兩個任務有相同的優(yōu)先級；

　�、� 不支持信號量、郵箱功能；

　　⑥ 任務狀態(tài)只有三種：運行(executing)、就緒(ready)、掛起(suspended)；

　�、� 系統(tǒng)占用RAM量=（（任務個數(shù)+1）×4）+6字節(jié)，不包括任務堆棧；

　�、� 代碼量少，目前版本的代碼共有86行匯編代碼，256字節(jié)目標代碼；

　�、� 理論上最多支持126個任務；

　�、� 任務鎖定功能：在一段低優(yōu)先級的代碼中，不想讓操作系統(tǒng)把CPU權(quán)切換到別的任務，這時可以把這代碼鎖定，在運行這段代碼時，就不會引起任務切換；

　　任務喚醒功能：在一個任務中產(chǎn)生一個的事件來觸發(fā)其它任務運行（如果被觸發(fā)的任務優(yōu)先級高的話，就會馬上運行）。

2.2 系統(tǒng)函數(shù)介紹

　　① OS_Init：多任務初始化，進行任務棧（任務棧的結(jié)構(gòu)見圖1）、任務延時計數(shù)、任務狀態(tài)的初始化。初始化完成后，系統(tǒng)直接切換到最高優(yōu)先級的任務，多任務系統(tǒng)啟動。

　　② OS_Time_Dly：把當前任務掛起一段指定時間讓其它任務運行。

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