基于eCos在基于ARM7硬件平臺上的應(yīng)用

　　④ 在組件倉庫ecos.db中為以關(guān)鍵字target添加名為Flow55的新目標(biāo)平臺。在這個(gè)目標(biāo)平臺中還必須用關(guān)鍵字packages包括ARM7體系結(jié)構(gòu)層包和AT91M55800變體抽象層包，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)調(diào)試還必須包括串口驅(qū)動(dòng)包和Flash驅(qū)動(dòng)包及其上層驅(qū)動(dòng)包。除了這些被包含的軟件包外，根據(jù)不同的選擇configtool還會為目標(biāo)平臺包添加一些默認(rèn)的包，如內(nèi)核包、數(shù)學(xué)庫包等。另外，還應(yīng)加入一些對該平臺的簡單描述。

　　3.2 內(nèi)核的配置

　　移植完成以后，一個(gè)最基本的目標(biāo)平臺就產(chǎn)生了。在configtool中可以看到Templates菜單的硬件平臺列表中新增了Flow55目標(biāo)平臺模版，以default方式打開這個(gè)模版。各個(gè)軟件包的CDL腳本中都給出了默認(rèn)的配置值，有些值需要根據(jù)具體的應(yīng)用要求重新配置。本系統(tǒng)一些重要的配置情況如下：

　　① 由于系統(tǒng)線程數(shù)量較少（小于10），所以選擇效率更高的位圖調(diào)度器Bitmap scheduler，并將線程數(shù)numbers of priority levels限定為16，以提高任務(wù)切換的速度。當(dāng)點(diǎn)擊位圖調(diào)度器的單選按鈕時(shí)，configtool會檢測到一個(gè)配置沖突。由于時(shí)間片輪轉(zhuǎn)是默認(rèn)使能的，而時(shí)間片輪轉(zhuǎn)僅僅對應(yīng)于多級隊(duì)列調(diào)度器，所以出現(xiàn)配置沖突。Configtool會給出一個(gè)推薦的解決沖突的方法,即禁止時(shí)間片輪轉(zhuǎn)，按照這個(gè)推薦的解決方法可以安全地解決這個(gè)沖突。這個(gè)地方可以充分體現(xiàn)出eCos強(qiáng)大的可配置性。

　?、?由于配合RedBoot一起使用，所以內(nèi)核配置為RAM啟動(dòng)方式。這樣，系統(tǒng)上電后程序?qū)⒂蒖edBoot復(fù)制到RAM中運(yùn)行，以提高速度。

　　③ 系統(tǒng)的晶振頻率為16 MHz，經(jīng)PLL倍頻后為32 MHz，所以需將Clock speed配置為32000000；RTC是系統(tǒng)的時(shí)鐘節(jié)拍發(fā)生器，本系統(tǒng)的時(shí)鐘節(jié)拍時(shí)間選為20 ms，所以也需要對RTC相關(guān)項(xiàng)進(jìn)行配置。具體參數(shù)為Realtime clock numerator配置為2000000000，Realtime clock denominator配置為100，Realtime clock period配置為20000。

　　其余的配置選項(xiàng)使用默認(rèn)的配置值即可。完成配置工作后，對內(nèi)核進(jìn)行編譯可以產(chǎn)生內(nèi)核庫文件和鏈接腳本以及相關(guān)頭文件。這些生成的文件再同應(yīng)用程序一起編譯、鏈接，生成最終的可執(zhí)行映像文件。

　　圖4 應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)

　　3.3 基于eCos操作系統(tǒng)的應(yīng)用軟件的編寫

　　eCos是一個(gè)單進(jìn)程多線程的操作系統(tǒng)，多個(gè)線程在宏觀上可以認(rèn)為是并發(fā)運(yùn)行的，而且各線程之間耦合低，便于軟件的編寫和維護(hù)。針對這一特點(diǎn)，本系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖4所示。

　　本系統(tǒng)主要有兩種程序運(yùn)行方式，分別稱為方式A和方式B。方式A中，硬件中斷產(chǎn)生后，相應(yīng)的ISR(Interrupt Service Routine)程序運(yùn)行，由于ISR中是禁止中斷的，所以在ISR中只進(jìn)行最簡單的操作，ISR退出后內(nèi)核調(diào)用相應(yīng)的DSR(Deferred Service Routine)。DSR中中斷是使能的，所以可以進(jìn)行一些稍復(fù)雜的處理，如簡單的數(shù)據(jù)運(yùn)算、內(nèi)核調(diào)用（發(fā)送信號量和郵箱等）。在得到相應(yīng)的信號量或消息郵箱后，相應(yīng)的線程進(jìn)入就緒態(tài)被內(nèi)核調(diào)度運(yùn)行。本系統(tǒng)中對鍵盤的處理就是基于這種方式――按鍵產(chǎn)生硬件中斷、ISR執(zhí)行，接著在DSR中進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算得到具體的鍵值后以消息郵箱的方式通知并喚醒鍵盤處理線程，鍵盤處理線程在完成任務(wù)后進(jìn)入休眠直到再次有按鍵發(fā)生而被喚醒。方式B中，各線程只是周期性地被內(nèi)核調(diào)度運(yùn)行，如測量數(shù)據(jù)顯示線程，在顯示一次數(shù)據(jù)后調(diào)用延時(shí)函數(shù)進(jìn)入休眠，直到延時(shí)完畢后再次進(jìn)入就緒態(tài)被內(nèi)核調(diào)用。

　　根據(jù)測控系統(tǒng)的實(shí)際情況，具體的線程編寫如下： 方式A為流量計(jì)算線程、溫度測量線程、鍵盤處理線程、USB通信處理線程。方式B為測量數(shù)據(jù)顯示和曲線繪制線程、流量控制線程、初始標(biāo)定線程。

　　4 結(jié)論

　　經(jīng)過實(shí)踐，本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)時(shí)性能良好。由于eCos的強(qiáng)大可配置性使得系統(tǒng)的軟硬件可維護(hù)性強(qiáng)，在進(jìn)行硬件改動(dòng)或應(yīng)用要求改動(dòng)后可方便地進(jìn)行升級。