PIC24F系列微控制器實時操作系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、隨著嵌入式系統(tǒng)性能的提高，嵌入式應用日益廣泛，傳統(tǒng)的前后臺設(shè)計模式已經(jīng)不能滿足日益復雜的應用需求，任務響應時間長，各功能模塊之間耦合度高，代碼難以重用不便擴展等問題越來越突出，這使得在嵌入式系統(tǒng)中引入實時操作系統(tǒng)變得越來越迫切。 在此背景下，本文設(shè)計并實現(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的嵌入式實時操作系統(tǒng)，主要由實時內(nèi)核和精簡的TCP/IP協(xié)議棧組成。 實時內(nèi)核是基于PIC

2、24F系列微控制器開發(fā)的，主要包括實時多任務調(diào)度、任務間同步與通信、中斷管理以及時間管理等模塊。多任務調(diào)度采用基于優(yōu)先級的搶占式調(diào)度策略，實現(xiàn)了微秒級的響應時間，能夠很好的滿足嵌入式系統(tǒng)對實時性能的要求。任務間通過信號量機制實現(xiàn)同步與互斥，通過消息和郵箱機制實現(xiàn)任務間的通信。實時內(nèi)核支持嵌套層數(shù)最多為3層的中斷嵌套，嵌套棧與任務棧相互獨立，并提供10ms的時鐘節(jié)拍和以該時鐘節(jié)拍為間隔的軟件定時器供用戶使用。 為了滿足嵌入式系統(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)進行裁剪和修改，開發(fā)了精簡TCP/IP協(xié)議棧，實現(xiàn)了基于RTL8019AS芯片的以太網(wǎng)驅(qū)動程序和ARP、IP、ICMP、TCP等協(xié)議以及精簡協(xié)議棧與嵌入式操作系統(tǒng)的融合，最終實現(xiàn)了數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)和Internet上的正確傳輸。 最后，為了便于對嵌入式實時操作系統(tǒng)進行評價，在分析了系統(tǒng)各項實時性能指標的基礎(chǔ)上，