T-Kernel在Blackfin處理器上的移植分析

T-Kernel系統(tǒng)中的每個任務(wù)可以定義一個特定的任務(wù)異常處理程序，任務(wù)異常處理被觸發(fā)后，優(yōu)先于該任務(wù)得到執(zhí)行。

4.3系統(tǒng)調(diào)用入口移植

T-Kernel對應(yīng)用層調(diào)用系統(tǒng)服務(wù)和擴展服務(wù)進行了限制，只能調(diào)用相應(yīng)的接口函數(shù)(以tk_***_***()命名的API)，在接口函數(shù)中觸發(fā)軟中斷進入Call_entry()，在Call_entry()函數(shù)中才能取得實際服務(wù)函數(shù)(以_tk_***_***()命名)的入口地址執(zhí)行[3]。處理流程如圖3所示。系統(tǒng)調(diào)用可能發(fā)生在中斷過程中，所以Call_entry()軟中斷異常的優(yōu)先級需要設(shè)為最高。Fncd是每個服務(wù)函數(shù)唯一的標識碼，從中可以判斷出該函數(shù)是系統(tǒng)服務(wù)還是子系統(tǒng)的擴展系統(tǒng)服務(wù)，后者需要通過svc_ientry()函數(shù)調(diào)用。

圖3 T-Kernel系統(tǒng)調(diào)用處理流程

5 移植測試

移植測試工作主要分為穩(wěn)定性測試和實時性測試兩部分。測試的目的是保證移植工作的正確性。

通過新建15個不同優(yōu)先級的任務(wù)進行休眠暫停請求異常處理和請求信號量等操作，同時定義計時器中斷喚醒任務(wù)，可以測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性。移植系統(tǒng)的實時性可以通過任務(wù)的建立時間，結(jié)束時間，任務(wù)的切換時間，搶占時間，中斷延遲時間，信號量混洗時間等指標來確定。

任務(wù)切換時間為系統(tǒng)在兩個具有相同優(yōu)先級獨立任務(wù)之間切換所需的時間。搶占時間定義為系統(tǒng)控制從低優(yōu)先級任務(wù)轉(zhuǎn)移到高優(yōu)先級任務(wù)所花費的時間。中斷延遲時間指從中斷響應(yīng)到中斷子程序語句得到執(zhí)行的時間間隔。信號量混洗時間指一個信號被釋放到等待該信號量的任務(wù)被激活的時間延遲[6]。部分的測試結(jié)果如表5.1所示。移植代碼編譯為速度優(yōu)化100%，時間單位是Blackfin處理器cycles寄存器所記錄的運行時鐘周期?？梢钥吹剑到y(tǒng)運行在600MHz時的性能指標都在微秒級。

表1 部分適時性測試時間結(jié)果

6 總結(jié)

本文針對Blackfin處理器（BF533）平臺上移植T-Kernel的應(yīng)用需求，分析和歸納了移植的主要過程，總結(jié)了中斷管理、任務(wù)切換和系統(tǒng)調(diào)用接口三部分的移植方法，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性進行相應(yīng)的測試以保證移植工作的正確性。移植過程揭示了T-Kernel內(nèi)核任務(wù)調(diào)度的原理和技術(shù)細節(jié)，對于其它RTOS的開發(fā)有很大的借鑒意義。

文中所討論的移植方法，沒有包括對于MMU（Memory Management Unit）管理模塊的移植，因為在絕大多數(shù)嵌入式實時性應(yīng)用中，由于對速度和資源的限制，并不開啟處理器的MMU功能，如果在數(shù)據(jù)和信息處理的應(yīng)用中有需求，可以針對特定處理器的MMU模塊進行相關(guān)代碼的移植。

（特別感謝上海易律電子劉湘毅的技術(shù)支持）

參考文獻

[1] T-Engine Forum T-Kernel Specification Version 1.00.00 2005

[2] ADI ADSP-BF533 Blackfin Processor Hardware Reference Revision 3.0 Feb 2004

[3] Mohit Sindhwani, Anatomy of a T-Engine System Call, page:www.onghu.com/te 2006

[4]T-Engine Forum T-Kernel Implementation guide to New Hardware Rev.1.00.01 2006.06.2

[5]黃天戍，李秀紅 RTOS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中實時處理與高速性的設(shè)計考慮[J] 微計算機信息 No.28 P.95-97 2005

[6] 李慶誠，顧健 嵌入式實時操作系統(tǒng)性能測試方法研究 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用

NO.8 P.19-21 2005