【RTX操作系统教程】第5章 RTX操作系统库方式移植（超级简单）

第5章      RTX操作系统库方式移植（超级简单）

原文来源：http://forum.armfly.com/forum.php?mod=viewthread&tid=16596&highlight=RTX%B2%D9%D7%F7%CF%B5%CD%B3%BD%CC%B3%CC

        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。

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：
u 第1步：使能RTX

 

u 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

u  Task Configuration
l 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。
l 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。
l Task statck size
      表示系统分配的任务堆栈大小，单位字节。
l 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。
l 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。
u Tick Timer Configuration
l 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。
l Timer clock value
      表示定时器主频，单位Hz。
l Timer tick value
      表示系统时钟节拍周期，单位us。
u System Configuration
l 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。
l 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。
l Number of user timers
      范围1 – 250。
      表示用户定时器个数，即软定时器个数。
l 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。

5.2.3     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。

1. #include "bsp.h"            /* 底层硬件驱动 */
2. #include "RTL.h"
3. /*
4. **********************************************************************************************************
5.                                                    函数声明
6. **********************************************************************************************************
7. */
8. static void AppTaskCreate (void);
9. __task void AppTaskLED(void);
10. __task void AppTaskStart(void);
11. /*
12. **********************************************************************************************************
13.                                                     变量
14. **********************************************************************************************************
15. */
16. static uint64_t AppTaskLEDStk[256/8];     /* 任务栈 */
17. static uint64_t AppTaskStartStk[512/8];   /* 任务栈 */
18. /* 任务句柄 */
19. OS_TID HandleTaskLED = NULL;
20. /*
21. *********************************************************************************************************
22. *    函 数 名: main
23. *    功能说明: 标准c程序入口。
24. *    形    参: 无
25. *    返 回 值: 无
26. *********************************************************************************************************
27. */
28. int main (void)
29. {   
30.      /* 初始化外设 */
31.      bsp_Init();
32.    
33.      /* 创建启动任务 */
34.      os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */
35.                        2,                        /* 任务优先级 */
36.                        &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */
37.                        sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
38.      while(1);
39. }
40. /*
41. *********************************************************************************************************
42. *    函 数 名: AppTaskLED
43. *    功能说明: LED闪烁
44. *    形    参: 无
45. *    返 回 值: 无
46. *    优 先 级: 1  (数值越小优先级越低，这个跟uCOS相反)
47. *********************************************************************************************************
48. */
49. __task void AppTaskLED(void)
50. {
51.     while(1)
52.     {
53.          bsp_LedToggle(2);
54.          bsp_LedToggle(3);
55.          os_dly_wait(200);
56.     }
57. }
58. /*
59. *********************************************************************************************************
60. *    函 数 名: AppTaskStart
61. *    功能说明: 启动任务，也就是最高优先级任务。
62. *    形    参: 无
63. *    返 回 值: 无
64. *    优 先 级: 2
65. *********************************************************************************************************
66. */
67. __task void AppTaskStart(void)
68. {
69.      AppTaskCreate();
70.    
71.     while(1)
72.     {
73.          bsp_LedToggle(1);
74.          bsp_LedToggle(4);
75.          os_dly_wait(500);
76.     }
77. }
78. /*
79. *********************************************************************************************************
80. *    函 数 名: AppTaskCreate
81. *    功能说明: 创建应用任务
82. *    形    参: 无
83. *    返 回 值: 无
84. *********************************************************************************************************
85. */
86. static void AppTaskCreate (void)
87. {
88.      HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任务函数 */
89.                                         1,                       /* 任务优先级 */
90.                                         &AppTaskLEDStk,          /* 任务栈 */
91.                                         sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任务栈大小，单位字节数 */
92. }

复制代码

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：
u 第1步：使能RTX

 

u 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：

 

图5.6 RTX的配置向导

u  Task Configuration
l 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。
l 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。
l Task statck size
    表示系统分配的任务堆栈大小，单位字节。
l 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。
l 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。
u Tick Timer Configuration
l 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。
l Timer clock value
    表示定时器主频，单位Hz。
l Timer tick value
    表示系统时钟节拍周期，单位us。
u System Configuration
l 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。
l 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。
l Number of user timers
    范围1 – 250。
    表示用户定时器个数，即软定时器个数。
l 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。

1. #include "bsp.h"            /* 底层硬件驱动 */
2. #include "RTL.h"
3. /*
4. **********************************************************************************************************
5.                                                    函数声明
6. **********************************************************************************************************
7. */
8. static void AppTaskCreate (void);
9. __task void AppTaskLED(void);
10. __task void AppTaskStart(void);
11. /*
12. **********************************************************************************************************
13.                                                     变量
14. **********************************************************************************************************
15. */
16. static uint64_t AppTaskLEDStk[256/8];     /* 任务栈 */
17. static uint64_t AppTaskStartStk[512/8];   /* 任务栈 */
18. /* 任务句柄 */
19. OS_TID HandleTaskLED = NULL;
20. /*
21. *********************************************************************************************************
22. *    函 数 名: main
23. *    功能说明: 标准c程序入口。
24. *    形    参: 无
25. *    返 回 值: 无
26. *********************************************************************************************************
27. */
28. int main (void)
29. {   
30.      /* 初始化外设 */
31.      bsp_Init();
32.    
33.      /* 创建启动任务 */
34.      os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */
35.                        2,                        /* 任务优先级 */
36.                        &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */
37.                        sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
38.      while(1);
39. }
40. /*
41. *********************************************************************************************************
42. *    函 数 名: AppTaskLED
43. *    功能说明: LED闪烁
44. *    形    参: 无
45. *    返 回 值: 无
46. *    优 先 级: 1  (数值越小优先级越低，这个跟uCOS相反)
47. *********************************************************************************************************
48. */
49. __task void AppTaskLED(void)
50. {
51.     while(1)
52.     {
53.          bsp_LedToggle(2);
54.          bsp_LedToggle(3);
55.          os_dly_wait(200);
56.     }
57. }
58. /*
59. *********************************************************************************************************
60. *    函 数 名: AppTaskStart
61. *    功能说明: 启动任务，也就是最高优先级任务。
62. *    形    参: 无
63. *    返 回 值: 无
64. *    优 先 级: 2
65. *********************************************************************************************************
66. */
67. __task void AppTaskStart(void)
68. {
69.      AppTaskCreate();
70.    
71.     while(1)
72.     {
73.          bsp_LedToggle(1);
74.          bsp_LedToggle(4);
75.          os_dly_wait(500);
76.     }
77. }
78. /*
79. *********************************************************************************************************
80. *    函 数 名: AppTaskCreate
81. *    功能说明: 创建应用任务
82. *    形    参: 无
83. *    返 回 值: 无
84. *********************************************************************************************************
85. */
86. static void AppTaskCreate (void)
87. {
88.      HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任务函数 */
89.                                         1,                       /* 任务优先级 */
90.                                         &AppTaskLEDStk,          /* 任务栈 */
91.                                         sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任务栈大小，单位字节数 */
92. }

复制代码

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。