PIC24F系列微控制器實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著嵌入式系統(tǒng)性能的提高，嵌入式應(yīng)用日益廣泛，傳統(tǒng)的前后臺(tái)設(shè)計(jì)模式已經(jīng)不能滿(mǎn)足日益復(fù)雜的應(yīng)用需求，任務(wù)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，各功能模塊之間耦合度高，代碼難以重用不便擴(kuò)展等問(wèn)題越來(lái)越突出，這使得在嵌入式系統(tǒng)中引入實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)變得越來(lái)越迫切。 在此背景下，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種以Microchip公司生產(chǎn)的高性能16位PIC24F微控制器為硬件平臺(tái)的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，主要由實(shí)時(shí)內(nèi)核和精簡(jiǎn)的TCP/IP協(xié)議棧組成。 實(shí)時(shí)內(nèi)核是基于PIC

2、24F系列微控制器開(kāi)發(fā)的，主要包括實(shí)時(shí)多任務(wù)調(diào)度、任務(wù)間同步與通信、中斷管理以及時(shí)間管理等模塊。多任務(wù)調(diào)度采用基于優(yōu)先級(jí)的搶占式調(diào)度策略，實(shí)現(xiàn)了微秒級(jí)的響應(yīng)時(shí)間，能夠很好的滿(mǎn)足嵌入式系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性能的要求。任務(wù)間通過(guò)信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)同步與互斥，通過(guò)消息和郵箱機(jī)制實(shí)現(xiàn)任務(wù)間的通信。實(shí)時(shí)內(nèi)核支持嵌套層數(shù)最多為3層的中斷嵌套，嵌套棧與任務(wù)棧相互獨(dú)立，并提供10ms的時(shí)鐘節(jié)拍和以該時(shí)鐘節(jié)拍為間隔的軟件定時(shí)器供用戶(hù)使用。 為了滿(mǎn)足嵌入式系統(tǒng)的

3、數(shù)據(jù)通訊要求，本文以Microchip公司提供的協(xié)議棧MCHPStack作為參考原型，對(duì)該協(xié)議棧內(nèi)各層協(xié)議以及協(xié)議內(nèi)功能函數(shù)進(jìn)行裁剪和修改，開(kāi)發(fā)了精簡(jiǎn)TCP/IP協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)了基于RTL8019AS芯片的以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序和ARP、IP、ICMP、TCP等協(xié)議以及精簡(jiǎn)協(xié)議棧與嵌入式操作系統(tǒng)的融合，最終實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)和Internet上的正確傳輸。 最后，為了便于對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，在分析了系統(tǒng)各項(xiàng)實(shí)時(shí)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，