uCOSII操作系统在ARM处理器上的实现Word文件下载.docx
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2010年6月
中国矿业大学毕业论文任务书
学院专业年级学生姓名
任务下达日期：
|
毕业论文日期：
毕业论文题目：
uCOS-II操作系统在ARM处理器上的实现
毕业论文主要内容和要求：
本文首先将介绍嵌入式系统的历史、现状、发展方向和一些基本概念。
接着对ARM核芯片的应用领域、ARM指令集、寄存器组织做详细介绍。
然后将详细分析uCOS-II的特点与相关系统结构、任务的状态与调度、系统的通信机制。
接下来将简单介绍硬件开发环境和uCOS-II硬件和软件体系结构，提出移植过程中存在的主要问题，并给出移植过程。
移植过程主要集中在三个文件的重新编写上：
OS_CPU.H,OS_CPU_A.ASM和OS_CPU_C.C。
文章将给出相关函数的模型和源代码，并附上注释和详细说明。
在确保系统正常运行的情况下，本文还提出了一种任务堆栈的改进方法，并给出了流程图。
院长签字：
指导教师签字：
中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书
指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；
②独立解决实际问题的能力；
③研究内容的理论依据和技术方法；
④取得的主要成果及创新点；
⑤工作态度及工作量；
⑥总体评价及建议成绩；
⑦存在问题；
⑧是否同意答辩等）：
成绩：
指导教师签字：
年月日
中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书
评阅教师评语（①选题的意义；
②基础理论及基本技能的掌握；
③综合运用所学知识解决实际问题的能力；
④工作量的大小；
⑤取得的主要成果及创新点；
⑥写作的规范程度；
⑦总体评价及建议成绩；
⑧存在问题；
⑨是否同意答辩等）：
评阅教师签字：
中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩
答辩情况
提出问题
回答问题
正确
基本
正确
有一般性错误
有原则性错误
没有
回答
答辩委员会评语及建议成绩：
答辩委员会主任签字：
学院领导小组综合评定成绩：
学院领导小组负责人：
摘要
随着计算机和通信技术的快速发展，嵌入式系统以其简洁、高效等优点越来越多地受到人们的广泛关注。
嵌入式产品己经成为了信息产业的主流，被广泛应用于移动计算设备、网络设备、工控设备、信息家电、汽车电子、娱乐设施、仪器仪表等领域。
开发一个嵌入式应用系统需要嵌入式硬件、实时操作系统及相应的软件工具。
其中一个非常重要的步骤，就是操作系统在微处理器上的移植。
本文的重点便是操作系统uCOS-II在ARM上的移植及系统测试。
ARM微处理作为目前嵌入式市场上应用最广泛的嵌入式微处理器，有着很多不同的种类，本课题采用的便是其中的一种。
本课题采用的嵌入式硬件是基于ARM架构的STM32。
它一方面具有ARM处理器的所有优点:
低功耗、高性能，同时又具有非常丰富的片上资源，非常适合嵌入式产品的开发。
本课题选用的是源代码公开的实时操作系统uCOS-II。
此操作系统移植性好，易剪裁，属于可剥夺的实时多线程内核，而且源代码公开。
该方法是将任务堆栈和中断堆栈分离，可减小系统对于RAM的需求。
关键词：
嵌入式操作系统；
uCOS-II；
ARM；
移植
ABSTRACT
Alongwiththecomputerandcommunicationtechnology,therapiddevelopmentofembeddedsystemwithitssimple,efficientadvantagesmoreandmoreattentionbypeople.Embeddedproductshavebecomethemainstreamoftheinformationindustry,iswidelyusedinmobilecomputingequipment,networkequipment,industrialequipment,electricalappliances,automobileelectronicinformationandentertainmentfacilities,instruments,etc.
Developanembeddedapplicationsystemneedstobeembeddedreal-timeoperatingsystemandhardwareandsoftwaretools.Oneveryimportantstepsintheoperatingsystem,isthemicroprocessor.ThisisthekeyuCOSoperatingsystemontheARM-IIintransplantandsystemtest.
ARMmicroprocessingaspresentembeddedonthemarketthemostwidelyembeddedmicroprocessors,hasmanydifferenttypes,thesubjectisonebyone.ThissubjectadoptsembeddedhardwareisbasedontheARMSTM32framework.OntheonehandithasalltheadvantagesofARMprocessor,lowpowerconsumption,highperformance,butalsohasaveryrichinresources,verysuitableforembeddedproductdevelopment.
Thistopicisopensourceofreal-timeoperatingsystemuCOS-II.Theoperatingsystemisgood,easyportabilitycanbedeprivedofclipping,belongstothereal-timekernel,andopensourcemultithreading.
Thispaperintroducesthehistoryandstatusquoofembeddedsystems,somebasicconceptsanddevelopmentdirection.ThentheARMkernelchipapplications,ARMinstructionsets,registerorganizationdodetailedintroduction.ThenadetailedanalysisuCOS-IIcharacteristicsandrelatedsystemstructure,andthestateofthetaskscheduling,thesystemofcommunicationmechanism.ThenwillsimplyintroducedhardwaredevelopmentenvironmentanduCOS-IIhardwareandsoftwaresystemstructure,putsforwardthetransplantationofthemainproblemsexistingintheprocess,andtransplantprocess.TransplantprocessfocusesonthreefilesonOS_CPU.H,OS_CPU_A.ASMandOS_CPU_C.Thiswillgivetherelevantfunctionmodelandthesourcecode,andattachcommentsanddetailedinstructions.thispaperalsoputsforwardanimprovedmethod,thetaskofthestackandflowchart.ThismethodisthemissionofthestackandinterruptstackcanreducetheseparationsystemfortheRAMneeds.
Keywords:
embeddedoperatingsystem;
uCOS–II;
TheARM;
transplant
目录
1绪论1
1.1课题意义和目标1
1.2嵌入式系统概述1
1.2.1嵌入式系统和嵌入式操作系统1
1.2.2国内外嵌入式系统的研究现状1
1.2.3嵌入式操作系统uCOS-II的优点1
1.3嵌入式实时操作系统开发的发展动向2
1.4本论文的主要内容3
2ARM概述4
2.1ARM简介4
2.2ARM处理器4
2.2.1处理器模式5
2.2.2ARM寄存器5
2.2.3异常处理6
2.2.4高速缓存Cache和写缓冲器6
2.2.5协处理器CP15和MMU配置7
2.3小结7
3嵌入式实时操作系统uCOS-II的剖析8
3.1引言8
3.2uCOS-II的任务管理与调度8
3.2.1任务优先级和任务切换8
3.2.2任务管理与调度10
3.2.3uCOS-II的实时性分析12
3.3任务间的通讯与同步13
3.3.1事件控制块13
3.3.2信号量14
3.4中断与时钟节拍14
3.5uCOS-II的启动16
3.6小结17
4uCOS-II模块及其移植18
4.1引言18
4.2初始化堆和栈18
4.3uCOS-II移植的具体实现19
4.3.1OS_CPU.H文件19
4.3.2OS_CPU_C.C文件20
4.3.3OS_CPU_A.ASM文件20
4.4减少占用RAM空间的方法23
4.5移植规划24
4.6新建任务24
4.7本章小结25
5总结和展望26
5.1本文工作总结26
5.2关于进一步研究的建议26
参考文献27
翻译部分28
英文原文28
中文译文34
致
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