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RTX操作系统- RTX操作系统库方式移植

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dentsgot|  楼主 | 2016-2-24 22:14 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
RTX操作系统库方式移植(超级简单)
     本章教程为大家将介绍RTX操作系统库方式移植,库方式的移植超级简单,应该是所有RTOS里面最简单的了,仅需简单的两步就可以完成。
     本章教程含Cortex-M3内核的STM32F103的移植和Cortex-M4内核的STM32F407移植。
     5.1 移植前准备工作说明
     5.2 STM32F103移植RTX系统
     5.3 STM32F407移植RTX系统
     5.4         总结
5.1  移植前准备工作说明
1.     RTX系统软件开发平台仅支持MDK,建议使用MDK4.74,因为后面的例子都是以MDK4.74为平台。
2.     找一个简单的工程,最好是跑马灯之类的,越简单越好,我们就在这个简单的工程上面移植即可。
3.     大家使用的简单工程里面不能有SysTick,PendSV和SVC三个系统中断的使用,因为RTX系统要使用这三个中断。

沙发
dentsgot|  楼主 | 2016-2-24 22:18 | 只看该作者
5.2   STM32F103移植RTX系统

5.2.1      RTX操作系统移植
    首先准备好一个简单的裸机工程模板,工程模板的制作就不做讲解了,这里的重点是教大家移植RTX系统。准备好的工程模板如下图5.1所示(大家也可以制作其它任意的工程模板,不限制):
                              
图5.1 工程模板
    准备好工程模板后,就可以开始移植了,移植过程比较简单,需要两步就可以完成了:
第1步:使能RTX
第2步:添加RTX系统的配置文件,配置文件在MDK的安装目录C:\Keil_v474\ARM\RL\RTX\Config
     下面,文件名RTX_Conf_CM.c,下面将这个文件复制到MDK工程的User文件夹下面,并添加到MDK工程上
通过这两步,RTX操作系统的移植就完成了。


5.2.2     RTX操作系统配置说明
     RTX操作系统的配置工作是通过配置文件RTX_Conf_CM.c实现。在MDK工程中打开文件RTX_Conf_CM.c,可以看到如下图5.2所示的工程配置向导:
图5.2 RTX的配置向导

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dentsgot|  楼主 | 2016-2-24 22:19 | 只看该作者
1.  Task Configuration
(1)  Number of concurrent running tasks
          参数范围0 – 250
          表示同时运行的最大任务数,这个数值一定要大于等于用户实际创建的任务数,空闲任务不包含在这个里面。比如当前的数值是6,就表示用户最多可以创建6个任务。
(2)  Number of tasks with user-provided stack
          参数范围0 – 250
         表示自定义任务堆栈的任务数,如果这个参数定义为0的话,表示所有的任务都是使用的配置向导里面第三个参数Task statck size大小。比如:
             Numberof concurrent running tasks = 6
             Numberof tasks with user-provided stack = 0
           表示允许用户创建6个任务,所有的6个任务都是分配第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。
             Numberof concurrent running tasks = 6
             Numberof tasks with user-provided stack = 3
           表示允许用户创建6个任务,其中3个任务是用户自定义任务堆栈大小,另外3个任务是用的第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。
(3)  Task statck size
            表示系统分配的任务堆栈大小,单位字节。
(4)  Check for the stack overflow
            选择是否使能任务堆栈监测,选上单选框表示使能,取消单选框表示禁能。
(5)  Run in privileged mode
            选择是否使能特权级模式,选上单选框表示使能任务工作在特权级模式,取消单选框表示任务工作在非特权级模式。特权级和非特权级在第九章有详细讲解。
2.  Tick Timer Configuration
(1)  Hardware timer
            CoreSysTick 表示选择系统滴答定时器,因为M3/M4内核带有滴答定时器,一般情况下都是选用滴答定时器作为系统时钟节拍。
            PeripheralTimer 表示使用外设定时器。
(2)  Timer clock value
            表示定时器主频,单位Hz。
(3)  Timer tick value
            表示系统时钟节拍周期,单位us。
3.  System Configuration
(1)  Round-Robin Task switching
             选择是否使能时间片调度,选上单选框表示使能时间片调度,取消单选框表示不使用时间片调度。
(2)  Round-Robin Timeout [ticks]
          范围1 – 1000。
          表示时间片的大小,单位是系统时钟节拍个数。
(3)  Number of user timers
           范围1 – 250。
          表示用户定时器个数,即软定时器个数。
(4)  ISR FIFO Queue size
            表示ISR FIFO队列大小。中断服务程序中调用以isr_ 开头的函数时,会将请求类型存到此缓冲中。

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dentsgot|  楼主 | 2016-2-24 22:20 | 只看该作者
5.2.3     RTX操作系统应用实例
    通过上面对RTX操作系统的配置讲解,这里将其修改为如下图5.3所示的配置:
图5.3 RTX的配置向导
相对默认配置,修改了上图红色箭头所示的三个地方:
1.     任务运行在特权级模式。
2.     滴答定时器主频72MHz,这个也是STM32F103的主频。
3.     系统时钟节拍周期1ms。
修改好配置后,在main.c文件中添加如下代码,代码中简单的创建了两个用户任务:
       AppTaskLED任务 :LED闪烁。
       AppTaskStart任务:启动任务,也是最高优先级任务,这里实现LED闪烁。
#include "bsp.h"            /* 底层硬件驱动 */
#include "RTL.h"

/*
**********************************************************************************************************
                                                   函数声明
**********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate (void);
__task void AppTaskLED(void);
__task void AppTaskStart(void);

/*
**********************************************************************************************************
                                                    变量
**********************************************************************************************************
*/
static uint64_t AppTaskLEDStk[256/8];     /* 任务栈 */
static uint64_t AppTaskStartStk[512/8];   /* 任务栈 */

/* 任务句柄 */
OS_TID HandleTaskLED = NULL;

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: 标准c程序入口。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
int main (void)
{   
     /* 初始化外设 */
     bsp_Init();
   
     /* 创建启动任务 */
     os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */
                       2,                        /* 任务优先级 */
                       &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */
                       sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */
     while(1);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskLED
*    功能说明: LED闪烁
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*    优 先 级: 1  (数值越小优先级越低,这个跟uCOS相反)
*********************************************************************************************************
*/
__task void AppTaskLED(void)
{
    while(1)
    {
         bsp_LedToggle(2);
         bsp_LedToggle(3);
         os_dly_wait(200);
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskStart
*    功能说明: 启动任务,也就是最高优先级任务。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*    优 先 级: 2
*********************************************************************************************************
*/
__task void AppTaskStart(void)
{
     AppTaskCreate();
   
    while(1)
    {
         bsp_LedToggle(1);
         bsp_LedToggle(4);
         os_dly_wait(500);
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskCreate
*    功能说明: 创建应用任务
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate (void)
{
     HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任务函数 */
                                        1,                       /* 任务优先级 */
                                        &AppTaskLEDStk,          /* 任务栈 */
                                        sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任务栈大小,单位字节数 */
}


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dentsgot|  楼主 | 2016-2-24 22:23 | 只看该作者
按照第三章的3.4小节中介绍的调试方法,可以看到如下图5.4所示的任务执行状态:
图5.4 RTX的调试信息组件
除了创建的两个用户任务以外,还有空闲任务,这个任务是系统创建的。至此,RTX的库方式移植的工程就可以运行了。
5.3  STM32F407移植RTX系统

5.3.1     RTX操作系统移植
     首先准备好一个简单的裸机工程模板,工程模板的制作就不做讲解了,这里的重点是教大家移植RTX系统。准备好的工程模板如下图5.5所示(大家也可以制作其它任意的工程模板,不限制):
                              
图5.5 工程模板
     准备好工程模板后,就可以开始移植了,移植过程比较简单,需要两步就可以完成了:
第1步:使能RTX
第2步:添加RTX系统的配置文件,配置文件在MDK的安装目录C:\Keil_v474\ARM\RL\RTX\Config
    下面,文件名RTX_Conf_CM.c,下面将这个文件复制到MDK工程的User文件夹下面,并添加到MDK工程上
通过这两步,RTX操作系统的移植就完成了。


5.3.2     RTX操作系统配置说明
     RTX操作系统的配置工作是通过配置文件RTX_Conf_CM.c实现。在MDK工程中打开文件RTX_Conf_CM.c,可以看到如下图5.6所示的工程配置向导:
5.10.png (31.65 KB, 下载次数: 0)
下载附件
2016-1-19 15:26 上传


图5.6 RTX的配置向导


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6
dentsgot|  楼主 | 2016-2-24 22:24 | 只看该作者
1.  Task Configuration
(1)  Number of concurrent running tasks
       参数范围0 – 250
       表示同时运行的最大任务数,这个数值一定要大于等于用户实际创建的任务数,空闲任务不包含在这个里面。比如当前的数值是6,就表示用户最多可以创建6个任务。
(2)  Number of tasks with user-provided stack
       参数范围0 – 250
       表示自定义任务堆栈的任务数,如果这个参数定义为0的话,表示所有的任务都是使用的配置向导里面第三个参数Task statck size大小。比如:
          Numberof concurrent running tasks = 6
          Numberof tasks with user-provided stack = 0
          表示允许用户创建6个任务,所有的6个任务都是分配第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。
          Numberof concurrent running tasks = 6
          Numberof tasks with user-provided stack = 3
          表示允许用户创建6个任务,其中3个任务是用户自定义任务堆栈大小,另外3个任务是用的第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。
(3)    Task statck size
        表示系统分配的任务堆栈大小,单位字节。
(4)   Check for the stack overflow
         选择是否使能任务堆栈监测,选上单选框表示使能,取消单选框表示禁能。
(5)   Run in privileged mode
         选择是否使能特权级模式,选上单选框表示使能任务工作在特权级模式,取消单选框表示任务工作在非特权级模式。特权级和非特权级在第九章有详细讲解。
2.  Tick Timer Configuration
(1)  Hardware timer
         CoreSysTick 表示选择系统滴答定时器,因为M3/M4内核带有滴答定时器,一般情况下都是选用滴答定时器作为系统时钟节拍。
          PeripheralTimer 表示使用外设定时器。
(2)   Timer clock value
         表示定时器主频,单位Hz。
(3)   Timer tick value
         表示系统时钟节拍周期,单位us。
3.  System Configuration
(1)  Round-Robin Task switching
         选择是否使能时间片调度,选上单选框表示使能时间片调度,取消单选框表示不使用时间片调度。
(2)   Round-Robin Timeout [ticks]
          范围1 – 1000。
          表示时间片的大小,单位是系统时钟节拍个数。
(3)  Number of user timers
          范围1 – 250。
          表示用户定时器个数,即软定时器个数。
(4)   ISR FIFO Queue size
         表示ISR FIFO队列大小。中断服务程序中调用以isr_ 开头的函数时,会将请求类型存到此缓冲中。


5.3.3     RTX操作系统应用实例
通过上面对RTX操作系统的配置讲解,这里将其修改为如下图5.7所示配置:
图5.7 RTX的配置向导
相对默认配置,修改了上图红色箭头所示的三个地方:
1.     任务运行在特权级模式。
2.     滴答定时器主频168MHz,这个也是STM32F407的主频。
3.     系统时钟节拍周期1ms。
修改好配置后,在main.c文件中添加如下代码,代码中简单的创建了两个用户任务:
AppTaskLED任务 :LED闪烁。
AppTaskStart任务:启动任务,也是最高优先级任务,这里实现LED闪烁。

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7
dentsgot|  楼主 | 2016-2-24 22:25 | 只看该作者
#include "bsp.h"            /* 底层硬件驱动 */
#include "RTL.h"

/*
**********************************************************************************************************
                                                   函数声明
**********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate (void);
__task void AppTaskLED(void);
__task void AppTaskStart(void);

/*
**********************************************************************************************************
                                                    变量
**********************************************************************************************************
*/
static uint64_t AppTaskLEDStk[256/8];     /* 任务栈 */
static uint64_t AppTaskStartStk[512/8];   /* 任务栈 */

/* 任务句柄 */
OS_TID HandleTaskLED = NULL;

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: 标准c程序入口。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
int main (void)
{   
     /* 初始化外设 */
     bsp_Init();
   
     /* 创建启动任务 */
     os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */
                       2,                        /* 任务优先级 */
                       &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */
                       sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小,单位字节数 */
     while(1);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskLED
*    功能说明: LED闪烁
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*    优 先 级: 1  (数值越小优先级越低,这个跟uCOS相反)
*********************************************************************************************************
*/
__task void AppTaskLED(void)
{
    while(1)
    {
         bsp_LedToggle(2);
         bsp_LedToggle(3);
         os_dly_wait(200);
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskStart
*    功能说明: 启动任务,也就是最高优先级任务。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*    优 先 级: 2
*********************************************************************************************************
*/
__task void AppTaskStart(void)
{
     AppTaskCreate();
   
    while(1)
    {
         bsp_LedToggle(1);
         bsp_LedToggle(4);
         os_dly_wait(500);
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskCreate
*    功能说明: 创建应用任务
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate (void)
{
     HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任务函数 */
                                        1,                       /* 任务优先级 */
                                        &AppTaskLEDStk,          /* 任务栈 */
                                        sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任务栈大小,单位字节数 */
}

按照第三章的3.4小节中介绍的调试方法,可以看到如下图5.8所示的任务执行状态:
图5.8 RTX的调试信息组件
除了创建的两个用户任务以外,还有空闲任务,这个任务是系统创建的。至此,RTX的库方式移植的工程就可以运行了。
5.4  总结
    本章节为大家讲解了库移植方法,移植比较简单。另一个重要内容是系统配置向导文件的说明,这个比较重要,初学者要好好熟悉下。


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dongnanxibei| | 2016-2-25 11:55 | 只看该作者
Run in privileged mode
            选择是否使能特权级模式,选上单选框表示使能任务工作在特权级模式,取消单选框表示任务工作在非特权级模式。

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