一、uC/OS_II嵌入式实时系统简介

uC/OS是一个多任务的实时性嵌入式操作系统，它的实时性内核源码是免费公开的，它同时提供了内存管理的接口和函数，因而uC/OS得到了广泛的应用。uC/OS的绝大部分采用ANSI C写成，具有很强的移植性，uC/OS可以移植到大多数的8位，16位，32位甚至64位微处理器、微控制器及数字信号处理器上。

uC/OS正常运行需要处理器满足以下条件：1）处理器的C编译器能够产生可重入的代码；2）用C语言就可以打开或关闭中断；3）处理器支持中断，并能产生定时中断；4）处理器支持能够容纳一定数量的硬件堆栈；5）处理器具有将寄存器、堆栈指针读出和存储到堆栈中的指令。[1]

uC/OS移植的过程比较简单，只需用户根据移植目标硬件修改相应的数据类型定义，并用汇编语言编写几个函数，具体的步骤如下：

1）根据处理器结构修改OS_CPU.H中的数据类型的定义；

2）根据处理器堆栈结构在OS_CPU.H中定义堆栈增长方向；

3）根据处理器指令在OS_CPU.H中定义三个宏；

4）在OS_CPU.C中实现六个简单的函数，实际上只需修改一个，其它的无需改动；

5）在OS_CPU.ASM中编写四个汇编语言函数；

6）开发其它用户自定义功能，如文件系统管理任务，通信管理任务，AD转换任务，PWM发生器管理任务等。

二、TMS320F281x系列数字信号处理器（DSP）简介

TMS320F281x（以后简称F281x）是TI公司最新一代的2000系列32位定点DSP控制器，是目前控制领域最先进的处理器之一。其频率高达150MHz，可以大大提高控制系统的控制精度和芯片的处理能力。F28x系列芯片提供浮点数学函数库，可以实现浮点运算。F2812集成了128KB的闪存，优化的事件管理器和可编程通用计数器，还包括了16通道的12位ADC转换器。片上集成了SCI，SPI，McBSP，URAT及eCAN等标准通信接口。[2]

移植uC/OS_II到F2812上需要注意的问题包括：

1）数据类型定义，对于F2812，所有的整数类型包括字符型，短整数和整数及其对应的无符号数类型都是相同的，都用16位的二进制数表示。长整数和无符号的长整数用32位的二进制数表示。用基2的补码表示有符号数。所有的浮点数包括单精度数，双精度数和长双精度数都是相同的表示方式即符合IEEE标准的单精度数；

2）F2812没有硬件堆栈，堆栈是在数据区存储器实现，堆栈增长方向是自下向上的，堆栈指针存储在专门的堆栈指针寄存器SP中；这一点于2407不同（2407有8个硬件堆栈，堆栈指针存储在AR1中）；

3）F2812汇编指令集相对F2407有了很大的不同，寄存器数量也有所增加；

4）F2812的中断处理过程中，CPU会自动将部分寄存器内容压入堆栈，然后将返回地址压入堆栈，上述动作只需9个指令周期既可完成，因此具有较高的中断相应速度，这对提高系统的实时性有很大的帮助；

5）F2812有三个时钟计数器，其中Timer1和Timer2可以为实时操作系统使用，Timer0可供应用程序使用；

三、uC/OS_II在F281x上的移植

根据以上特点，可以编写uC/OS的移植程序函数，函数的编写方法可以参照文献[1]中的第八章，在此只列出于硬件有关的部分函数的移植源代码：

寄存器内容保存和恢复子程序：

;CPU响应中断时，按顺序自动保存下列寄存器内容:

;T,ST0,AH,AL,PH,PL,AR1,AR0,DP,ST1,DBGSTAT,IER,PC

;其它寄存器内容需要手工进行压栈保护

;恢复时只要安相反的顺序进行出栈操作即可[3]

_CTX_SAVE:

       pop        RPC                ;恢复RPC内容

       push      AR1H:AR0H          ;保存其它寄存器内容

       push      XAR2

       push      XAR3

       push      XAR4

       push      XAR5

       push      XAR6

       push      XAR7

       push      XT

       LRETR                     ;返回调用主程序

_CTX_REST:

       pop        XT                 ;首先恢复其它寄存器内容

       pop        XAR7

       pop        XAR6

       pop        XAR5

       pop        XAR4

       pop        XAR3

       pop        XAR2

       pop        AR1H:AR0H

       EINT                        ;允许CPU相应中断

       IRET                        ;模拟中断返回

堆栈初始化函数的C语言代码：

该函数初始化由task指向的任务所需要的堆栈空间，完成后堆栈中保存的内容与系统复位后各寄存器的内容一致。该函数的编写需要注意F281x的堆栈地址是从下向上增长的，并且应该与寄存器内容的保护和恢复顺序一致。

void *OSTaskStkInit(void (* task)(void *pd), void *pdata, void *ptos, INT16U opt){

INT16U *stk;    

INT16U *pp;

opt=opt;   

//Load stack optointer

stk=(INT16U *)ptos;

//ST0 = 0，T = 0

*stk++ = (INT16U) 0x2000;    

*stk++ = (INT16U) 0x2200;    

//AL = 0，AH = 0

*stk++ = (INT16U) 0x0000;    

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

//PL = 0，PH = 0                    */       

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

//AR0 = 0，AR1 = 0

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

//ST1 = 0，DP = 0            

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

//IER = 0       ，DBGSTAT = 0

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

*stk++ = (INT16U) 0x0000;           

//Interrupt return address

*stk++ = (INT16U) task;

pp =(INT16U *) &task;

*pp ++;

*stk++ = (INT16U) *pp;

ptos = stk;

//AR0H = 0，AR1H     = 0      

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

//AR2 = 0，AR2H = 0

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

//AR3 = 0，AR3H = 0

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

//AR4 = 0，AR4H = 0

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

//AR5 = 0，AR5H = 0

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

*stk++ = (INT16U) 0x0000;

//AR6 = 0，AR6H = 0

*stk++ = (INT16U) 0x0000;