RTX操作系统-RTX源码方式移植

只看该作者 · 2016-2-25 21:55

RTX操作系统源码方式移植

本章教程为大家将介绍RTX操作系统源码方式移植，移植工作比较简单，只需要用户添加需要的源码文件即可，不需要做任何的底层工作，也不需要用户做任何修改。

本章教程含Cortex-M3内核的STM32F103的移植和Cortex-M4内核的STM32F407移植。

6.1 移植前准备工作说明

6.2 STM32F103源码方式移植RTX系统

6.3 STM32F407源码方式移植RTX系统

6.4 总结

6.1 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。

1. 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。

2. 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。

只看该作者 · 2016-2-25 21:56

6.2 STM32F103源码方式移植RTX系统

6.2.1 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6.1所示（大家也可以制作其它任意的工程模板，不限制）：

图6.1 工程模板

准备好工程模板后，就可以开始移植了。首先要做的就是将所有需要的源码文件放到工程模板里面。下面分五步跟大家进行说明，当然，不限制必须使用下面的方法添加源码到工程，只要将需要的文件添加到工程模板即可。

第1步：在工程模板创建RTX文件夹

再在RTX文件夹中创建如下三个文件夹

inc文件夹用于存放头文件。

portable文件夹用于存放移植接口文件。

src文件夹用于存放源码文件。

第2步：添加源码文件到相应文件夹

1. 文件夹inc中需要添加的文件如下：

文件RTL.h和RTX_Config.h在MDK安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RV31\INC

其余文件在MDK安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RL\RTX\SRC\CM

2. 文件夹portable中需要添加的文件如下：

这5个文件在MDK安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RL\RTX\SRC\CM，其实HAL_CM1和HAL_CM4可以不必添加，因为这两个文件是分别用于CM1内核和CM4内核的芯片。

3. 文件夹src中需要添加的文件如下：

这11个文件在MDK安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RL\RTX\SRC\CM

4. 文件夹User中还需要添加如下两个文件：

文件RTX_Conf_CM.c在MDK安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RL\RTX\Config

文件RTX_Lib.c在MDK安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RV31\INC

第3步：将源码文件添加到MDK的工程项目中

添加后的效果如下：

第4步：新创建一个includes.h文件，将所有的头文件都集中到这个头文件下。

这样做的好处是引用头文件的时候，只添加这个头文件就可以了。includes.h文件放在了User文件夹中。然后再将这个文件也添加到MDK工程项目中

只看该作者 · 2016-2-25 21:58

Includes.h文件中的内容如下：

复制

/*

*********************************************************************************************************

*

*    模块名称 : 头文件汇总

*    文件名称 : includes.h

*    版    本 : V1.0

*    说    明 : 当前使用头文件汇总

*

*    修改记录 :

*        版本号    日期        作者     说明

*        V1.0    2015-08-02  Eric2013   首次发布

*

*    

*

*********************************************************************************************************

*/

 

#ifndef  __INCLUDES_H__

#define  __INCLUDES_H__

 

/*

*********************************************************************************************************

*                                         标准库

*********************************************************************************************************

*/

#include  <stdarg.h>

#include  <stdio.h>

#include  <stdlib.h>

#include  <math.h>

 

 

/*

*********************************************************************************************************

*                                         其它库

*********************************************************************************************************

*/

 

 

/*

*********************************************************************************************************

*                                           OS

*********************************************************************************************************

*/

#include "RTL.h"

 

 

/*

*********************************************************************************************************

*                                           宏定义

*********************************************************************************************************

*/

 

 

 

 

/*

*********************************************************************************************************

*                                        APP / BSP

*********************************************************************************************************

*/

 

#include  <bsp.h>

 

 

#endif

 

/*****************************  *********************************/

只看该作者 · 2016-2-25 21:59

第5步：也是最后一步，添加相应的头文件路径：

在原来工程模板的基础上面新添加的两个路径：

至此，RTX的移植工作就完成了，剩下就是系统配置和应用了

6.2.2 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6.2所示的工程配置向导：

图6.2 RTX配置向导

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。

只看该作者 · 2016-2-25 21:59

6.2.3 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6.3所示配置：

图6.3 RTX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。

复制

#include "includes.h"            /* 底层硬件驱动 */

 

/*

**********************************************************************************************************

                                                   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 */

}

只看该作者 · 2016-2-25 22:00

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6.4所示任务执行状态：

图6.4 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。
6.3 STM32F407源码方式移植RTX系统

6.3.1 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6.5所示（大家也可以制作其它任意的工程模板，不限制）：

图6.5 工程模板

准备好工程模板后，就可以开始移植了。首先要做的就是将所有需要的源码文件放到工程模板里面。下面分五步跟大家进行说明，当然，不限制必须使用下面的方法添加源码到工程，只要将需要的文件添加到工程模板即可。

第1步：在工程模板创建RTX文件夹

再在RTX文件夹中创建如下三个文件夹

inc文件夹用于存放头文件。

portable文件夹用于存放移植接口文件。

src文件夹用于存放源码文件。

第2步：添加源码文件到相应文件夹

1. 文件夹inc中需要添加的文件如下：

文件RTL.h和RTX_Config.h在MDK安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RV31\INC

其余文件在MDK安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RL\RTX\SRC\CM

2. 文件夹portable中需要添加的文件如下：

这5个文件在MDK安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RL\RTX\SRC\CM，其实HAL_CM1和HAL_CM3可以不必添加，因为这两个文件是分别用于CM1内核和CM3内核的芯片。

3. 文件夹src中需要添加的文件如下：

这11个文件在MDK安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RL\RTX\SRC\CM

4. 文件夹User中还需要添加如下两个文件：

文件RTX_Conf_CM.c在MDK安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RL\RTX\Config

文件RTX_Lib.c在MDK 安装目录中的路径C:\Keil_v474\ARM\RV31\INC

只看该作者 · 2016-2-25 22:01

第3步：将源码文件添加到MDK的工程项目中

添加后的效果如下：

第4步：新创建一个includes.h文件，将所有的头文件都集中到这个头文件下。

这样做的好处是引用头文件的时候，只添加这个头文件就可以了。includes.h文件放在了User文件夹中。然后再将这个文件也添加到MDK工程项目中

Includes.h文件中的内容如下：

复制

#ifndef  __INCLUDES_H__

#define  __INCLUDES_H__



/*

*********************************************************************************************************

*                                         标准库

*********************************************************************************************************

*/

#include  <stdarg.h>

#include  <stdio.h>

#include  <stdlib.h>

#include  <math.h>





/*

*********************************************************************************************************

*                                         其它库

*********************************************************************************************************

*/





/*

*********************************************************************************************************

*                                           OS

*********************************************************************************************************

*/

#include "RTL.h"





/*

*********************************************************************************************************

*                                           宏定义

*********************************************************************************************************

*/









/*

*********************************************************************************************************

*                                        APP / BSP

*********************************************************************************************************

*/



#include  <bsp.h>





#endif

只看该作者 · 2016-2-25 22:02

第5步：也是最后一步，添加相应的头文件路径：

在原来工程模板的基础上面新添加的两个路径：

至此，RTX的移植工作就完成了，剩下就是系统配置和应用了

6.3.2 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6.6所示的工程配置向导：

图6.6 RTX配置向导

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。

6.3.3 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6.7所示配置：

图6.7 RTX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。

只看该作者 · 2016-2-25 22:02

复制

    #include "includes.h"            /* 底层硬件驱动 */



    /*

    **********************************************************************************************************

                                                       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3.5小节中介绍的调试方法，可以看到如下图6.8所示任务执行状态：

图6.8 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。

6.4 总结

本章节为大家讲解了RTX的源码移植方法，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。

只看该作者 · 2016-2-26 09:01

RTX操作系统和ucos ii还是有些区别的啊