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基于MSP430單片機(jī)的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)
摘要：實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)能有效提高嵌入式平臺(tái)的資源利用效率，是嵌入式應(yīng)用的必然趨勢(shì)。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(yùn)行穩(wěn)定可靠，目前已在思達(dá)高科配網(wǎng)技術(shù)公司產(chǎn)品上得到應(yīng)用。關(guān)鍵詞：RTOS 任務(wù)調(diào)度 MSP430
引 言
1 在MSP430上使用RTOS的意義
一般的觀點(diǎn)認(rèn)為，MSP430上使用RTOS是沒有意義的這是可以理解的。因?yàn)镸SP430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(yīng)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(yán)重地限制了其在MSP430上的使用。
正是基于以上情況，筆者在應(yīng)用MSP430過程中，編寫了一個(gè)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(dòng)就可適用于大多數(shù)其它MSP430單片機(jī)。
在MSP430單片機(jī)系統(tǒng)上使用M430/OS，對(duì)系統(tǒng)有以下意義：
�、� 實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)的模塊化�？蓪⒉煌墓δ苣K編制成相應(yīng)的任務(wù)，由操作系統(tǒng)按級(jí)別調(diào)用，不必為先執(zhí)行哪個(gè)功能、后執(zhí)行哪個(gè)功能而費(fèi)神。
�、� 能更合理、有效地利用CPU有限的資源。按任務(wù)的重要程度安排任務(wù)的級(jí)別，能夠保證最重要的任務(wù)得以最及時(shí)執(zhí)行。
�、� 大大降低系統(tǒng)故障率。低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)發(fā)生阻塞時(shí)，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的執(zhí)行不受影響。
2 M430/OS在MSP430F149上的實(shí)現(xiàn)
2.1 M430/OS功能特點(diǎn)
M430/OS有以下特點(diǎn)：
�、� 采用占先式內(nèi)核，即高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)可以從低優(yōu)先級(jí)任務(wù)“搶”回CPU控制權(quán)；
�、� 每個(gè)任務(wù)都單獨(dú)開辟一個(gè)任務(wù)棧；
�、� 每個(gè)任務(wù)占十幾到幾百字節(jié)的任務(wù)堆棧，任務(wù)棧的大小可以根據(jù)任務(wù)中現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、局部變量和嵌套調(diào)用的情況估算；
④ 每個(gè)任務(wù)各分配一個(gè)優(yōu)先級(jí),不支持兩個(gè)任務(wù)有相同的優(yōu)先級(jí)；
⑤ 不支持信號(hào)量、郵箱功能；
�、� 任務(wù)狀態(tài)只有三種：運(yùn)行(executing)、就緒(ready)、掛起(suspended)；
⑦ 系統(tǒng)占用RAM量=（（任務(wù)個(gè)數(shù)+1）×4）+6字節(jié)，不包括任務(wù)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(biāo)代碼；
�、� 理論上最多支持126個(gè)任務(wù)；
�、� 任務(wù)鎖定功能：在一段低優(yōu)先級(jí)的代碼中，不想讓操作系統(tǒng)把CPU權(quán)切換到別的任務(wù)，這時(shí)可以把這代碼鎖定，在運(yùn)行這段代碼時(shí)，就不會(huì)引起任務(wù)切換；
任務(wù)喚醒功能：在一個(gè)任務(wù)中產(chǎn)生一個(gè)的事件來觸發(fā)其它任務(wù)運(yùn)行（如果被觸發(fā)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)高的話，就會(huì)馬上運(yùn)行）。
2.2 系統(tǒng)函數(shù)介紹
�、� OS_Init：多任務(wù)初始化，進(jìn)行任務(wù)棧（任務(wù)棧的結(jié)構(gòu)見圖1）、任務(wù)延時(shí)計(jì)數(shù)、任務(wù)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(jí)的任務(wù)，多任務(wù)系統(tǒng)啟動(dòng)。
�、� OS_Time_Dly：把當(dāng)前任務(wù)掛起一段指定時(shí)間讓其它任務(wù)運(yùn)行。
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