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移植工程源码在帖子最后面,大家可以下载参考。
--------------------by red
SH-Stick使用的目标芯片为SH2/Tiny系列的SH7125,内置大容量FLASH和RAM,以及丰富的外设,非常适合工业,家电等领域。
下面我们针对SH-Stick上的目标芯片SH7125来移植一个比较简单的实时操作系统uC/OS-II。通过本次移植,相信读者一定会快速的了解SH2系列处理器的内部结构。
SH2体系介绍:
SH7125内部有16个通用寄存器R0 ~ R15。 其中R0 ~ R14为通用寄存器,用于日常的一些运算处理。R15为硬件栈指针寄存器,也就是我们平时说的SP寄存器,用于处理器发生异常时的栈操作。
另外还有PC,SR,GBR,VBR,MACH,MACL,PR寄存器。PC就是程序寄存器,SR为状态寄存器,GBR为全局基址寄存器,VBR为向量基址寄存器,MACH/MACL为乘法寄存器,PR为子程序返回地址寄存器。
如图1所示。
好了,我们熟悉了SH2的硬件结构,下面该介绍软件了。
笔者选用的RTOS为uC/OS-II 2.52版本,相信大家对这个OS已经很熟悉了,那就不用再介绍了。如果有不清楚的,可以去参考这本书的原著或者翻译本。
移植前的准备工作:
SH-Stick开发板和附送的串口仿真器
HEW平台(安装了SH编译器)
一。新建一个SH7125的HEW工程。
至于怎么建工程,附送的SH-STICK光盘里已经有很详细的例子了,大家参考一下。我这里就不再啰嗦了。
二。确保工程能连上电脑。
串口波特率建议大家选高一点,因为串口仿真会比较慢。相关教材在光盘里,不再赘述。
三。将uC/OS-II的源码加入到工程中。
为了让整个工程更好的理解,笔者分了3个部分来装载源码:boot,app,kernel,分别对应bootloader文件,应用程序,内核程序。
我们将这3个文件放在HEW工程目录下,相关的源码放入其中(读者可以参考帖子附带的工程)。之后就要设置源码路径,以便HEW能找到源文件。
设置路径如下:
Build -- SuperH Toolchain 里面,点击Add,选择Workspace directory,在里面填上源文件在HEW工程中的目录,如图2所示。
我们要添加3个目录进去(读者可以参考帖子附带的工程)。
图2
四。编写uC/OS-II的BSP以及与体系结构有关的源码。
1,BSP工作。
板级支持包BSP就是OS启动之前的一段代码,负责把引导OS内核,保证内核能正常启动。
uC/OS-II将使用SH7125的定时器A0作为时钟节拍。定时器A0初始化是直接参考SH-Stick附带的源码,每10ms产生一个中断,如下:
/*************************************************************
名称:InitTimer
描述:初始化定时器
初始化定时器MTU2的通道0用作定时器模式
参数:无
返回值:无
输入:无
输出:无
**************************************************************/
VOID InitTimer( ){
STB.CR4.BIT._MTU2 = 0; //向MTU2模块提供时钟
MTU20.TIER.BYTE = 0; //不使能中断
MTU2.TSTR.BIT.CST0 = 0; //停止定时器
MTU20.TMDR.BYTE = 0x00; //设定为定时器模式
MTU20.TCR.BYTE = 0x21; //TGRA作为清除源,上升沿计数,计数源为MP/4
MTU20.TIOR.BYTE.H = 0; //
MTU20.TIOR.BYTE.L = 0;
MTU20.TSR.BYTE = 0xC0; //清除所有的中断标志
MTU20.TIER.BIT.TGIEA = 1; //使能TGRA匹配中断
MTU20.TCNT = 0;
MTU20.TGRA = 60000; //计数频率为24MHz*8(PLL)/8(Divider)/4/60000=100Hz
INTC.IPRD.BIT._MTU20G = 8; //设定中断优先级
// MTU2.TSTR.BIT.CST0 = 1; //启动定时器MTU2通道0
}
另外,uC/OS-II将使用SH7125的向量号为32的陷阱指令,类似于软中断,来进行任务切换。
因为,我们需要修改定时器A0和向量号为32的陷阱指令对应的中断向量表。具体过程可参考源码。
2.体系结构有关的源码
下面我们来编写uC/OS-II在SH7125上的移植代码。只有2个文件:os_cpu_c.c, os_cpu_c.src, os_cpu.h。
os_cpu_c.c里面主要实现一个函数*OSTaskStkInit,该函数用于创建任务时,对任务栈内容的初始化。
如下:
OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT16U opt)
{
OS_STK *stk;
opt = opt;
stk = (OS_STK *)ptos;
*stk-- = 0x00000000; /* SR */
*stk-- = (OS_STK)task; /* PC */
*stk-- = 0xeeeeeeee; /* R14 */
*stk-- = 0xdddddddd; /* R13 */
*stk-- = 0xcccccccc; /* R12 */
*stk-- = 0xbbbbbbbb; /* R11 */
*stk-- = 0xaaaaaaaa; /* R10 */
*stk-- = 0x99999999; /* R9 */
*stk-- = 0x88888888; /* R8 */
*stk-- = 0x77777777; /* R7 */
*stk-- = 0x66666666; /* R6 */
*stk-- = 0x55555555; /* R5 */
*stk-- = (OS_STK)pdata; /* R4 */
*stk-- = 0x33333333; /* R3 */
*stk-- = 0x22222222; /* R2 */
*stk-- = 0x11111111; /* R1 */
*stk-- = 0x00000000; /* R0 */
*stk-- = 0x11000000; // GBR
*stk-- = 0x22000000; // MACH
*stk-- = 0x33000000; // MACL
*stk = 0x44000000; // PR
return ((OS_STK *)stk);
}
os_cpu_c.src是汇编文件,实现四个函数:
_OSStartHighRdy 任务开始
_OSCtxSw 任务切换
_OSIntCtxSw 中断级的任务切换
_OSTickISR 定时器中断处理
;--------------------------------------------------
;任务开始
;--------------------------------------------------
_OSStartHighRdy:
MOV.L #_OSTCBHighRdy,R2 ;指向指针的指针(指针的地址)
MOV.L @R2,R2 ;指针值
MOV.L @R2,SPR ;将指针指向的值送入SP
MOV.L #_OSRunning,R0 ;OSRunning = TRUE
MOV.B #1,R1
MOV.B R1,@R0
POP_CS
POP_Rn
RTE ;中断返回,开始任务
NOP
;--------------------------------------------------
;任务切换
;--------------------------------------------------
_OSCtxSw: ;该ISR的入口地址对应指令(TRAPA #32)
PUSH_Rn
PUSH_CS
MOV.L #_OSTCBCur,R3 ;保存当前任务SP
MOV.L @R3,R2
MOV.L SPR,@R2 ;保存当前任务栈指针SP到OSTCBCur首地址
MOV.L #_OSTaskSwHook,R4 ;执行用户自定义程序
JSR @R4
NOP
MOV.L #_OSPrioHighRdy,R0 ;OSPrioCur = OSPrioHighRdy
MOV.B @R0,R0
MOV.L #_OSPrioCur,R1
MOV.B R0,@R1
MOV.L #_OSTCBHighRdy,R0 ;OSTCBCur = OSTCBHighRdy
MOV.L @R0,R0
MOV.L #_OSTCBCur,R3
MOV.L R0,@R3
MOV.L #_OSTCBHighRdy,R5 ;载入新任务的SP
MOV.L @R5,R5
MOV.L @R5,SPR
POP_CS ;寄存器出栈
POP_Rn
RTE ;中断返回,开始新任务
NOP
;--------------------------------------------------
;中断级的任务切换
;---------------------------------------------------
_OSIntCtxSw:
ADD #OFFSET,SPR
MOV.L #_OSTCBCur,R7 ;保存当前SP
MOV.L @R7,R7
MOV.L SPR,@R7
MOV.L #_OSTaskSwHook,R0 ;执行用户自定义程序
JSR @R0
NOP
MOV.L #_OSTCBHighRdy,R0 ;OSTCBCur = OSTCBHighRdy
MOV.L @R0,R0
MOV.L #_OSTCBCur,R3
MOV.L R0,@R3
MOV.L #_OSPrioHighRdy,R2 ;OSPrioCur = OSPrioHighRdy
MOV.B @R2,R2
MOV.L #_OSPrioCur,R3
MOV.B R2,@R3
MOV.L #_OSTCBHighRdy,R6 ;载入新任务SP
MOV.L @R6,R6
MOV.L @R6,SPR
POP_CS ;寄存器出栈
POP_Rn
RTE ;中断返回,新任务开始
NOP
;---------------------------------------------------
;系统时钟中断
;---------------------------------------------------
_OSTickISR:
PUSH_Rn
PUSH_CS
MOV.L #_OSIntEnter,R0 ;进入中断
JSR @R0
NOP
MOV.L #_OSTimeTick,R0 ;时间节拍处理
JSR @R0
NOP
MOV.L #_OSIntExit,R5 ;中断退出处理
JSR @R5
NOP
POP_CS
POP_Rn
RTE ;定时中断返回
NOP
os_cpu.h里面定义一些数据结构类型,开关中断,任务切换指令等。
我们使用set_imask()实现开关中断,使用trapa()实现任务切换。
五。编译,验证。
完成以上几个步骤后,笔者尝试写了一个简单的任务来验证移植是否正确。
该任务的作用是让SH-Stick上的P13对应的LED每隔1秒闪烁一次。
/*
* uC/OS-II启动之后的第一个任务
*
* 该任务的功能是:
* PE13对应的LED每秒闪烁一次
*/
void task1(void *pdata)
{
pdata = pdata;
set_imask(0); // 开总中断
MTU2.TSTR.BIT.CST0 = 1; // 启动定时器
while(1){
PE.DRL.BIT.B13 = 1;
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0);
PE.DRL.BIT.B13 = 0;
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0);
}
}
我们开始编译工程。第一次因为要编译库文件,时间比较长。排除一些错误和警告后,生成的abs调试文件通过串口下载到SH-Stick上。点击HEW上的“运行”按钮,SH-Stick上的P13对应的LED开始有节奏的闪烁。
本次移植工作宣告成功!
顺带附上本次移植的HEW工程。
sh_stick_ucosii.rar (103 K) 下载次数:0
SH-Stick上的uC/OS-II移植详解
3楼
这篇文章写的不错,转载过来给大家看看。
还好这里可以复制粘贴,要不然我还需要慢慢编辑。
在使用SH-STICK中,遇到什么困难,有什么意见或建议,都可以提。
谢谢大家对瑞萨的支持!Thanks.
10楼
回:johnliiuzk
下载之后断电,再上电就可以了。
如果不行,修改ROM起始地址为0x0后,重新编译即可。
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