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Qsys与uCOS学习笔记3:Hello uC/OS-II

uC/OS-II(又名Micro C/OS)是基于嵌入式系统的完整的,可移植、可固化、可裁剪的可剥夺型实时内核,其已经广泛应用在航空飞行器、医疗设备、工业控制等可靠性和稳定性要求较高的场合。该内核

  uC/OS-II(又叫Micro C/OS)是依据嵌入式体系的完好的,可移植、可固化、可裁剪的可掠夺型实时内核,其现已广泛运用在航空飞行器、医疗设备、工业操控等可靠性和安稳性要求较高的场合。该内核的代码也是彻底开源的,假如不做商业用途,彻底免费。因而关于广阔的嵌入式爱好者与工程师们而言,了解OS从uC/OS-II开端不失为一个很好的挑选。

  之前是运用特权同学自己的SF-NIOS2开发套件进行了EDS上的uC/OS-II样板工程测验,为了当时学习笔记的持续性,这儿从头就DE2-115板从头整理一个Hello uC/OS-II实例的创立和演示。

  Qsys组件增加

  在一个工程实例基础上,增加一个Interval Timer外设,设置该Timer的守时Period为10ms,用于作为uC/OS-II的时钟节拍(Clock tick),如图1所示。

  

 

  图1

  修正该Timer外设名称为ucosii_timer。将它的clk和reset信号别离连接到clk组件的clk和clk_reset信号上,将它的Avalon从机接口s1连接到nios_qsys_0的data_master上,并将它的irq连接到nios_qsys_0的d_irq上。

  

 

  图2

  主动分配地址,点击SystemàAssign Base Addresses。主动分配中断向量号,点击SystemàAssign Interrupt Numbers,接着点击Generate生成新的体系。

  完结Qsys新体系的Generate,接着从头编译Quartus II的project。自此,硬件的修正现已安排妥当。

  软件工程创立

  如图3所示,翻开EDS后,点击FileàNewàNios II Application and BSP from Template新建模板工程。

  

 

  图3

  如图4所示,在新建工程导游中,挑选SOPC Information File name为当时工程目录下的sopcinfo文件。Project name命名为ucosii_swprj,挑选Project template为Hello MicroC/OS II。终究点击Finish创立工程。

  

 

  图4

  新建工程呈现在工程办理窗口后,右键单击ucosii_swprj文件夹,挑选NIOS IIàBSP Editor,如图5所示。

  

 

  图5

  如图6所示,确认Main页面中Common里边的stderr/stdin/stdout均为jtag_uart,ucosii_timer为sys_clk_timer即可。点击Generate更新设置。

  

 

  图6

  右键点击运用工程,挑选Build Project进行软件工程编译。完结后Console窗口打印如图7所示的信息,可见这个uC/OS-II内核以及软件的HAL占用了大约94KB的存储空间,uC/OS-II其实仍是很小的,只不过NIOS II各种外设的HAL比较大,不过也都是能够裁剪的。

  

 

  图7

  uC/OS-II运转调试

  首先将Quartus II工程产生的sof硬件配置文件烧录到FPGA中。

  接着运用工程上点击右键弹出菜单挑选Run asàNios II Hardware,在线运转uC/OS-II实例工程。

  这个uC/OS-II工程的试验意图仅仅创立两个task别离打印一串字符,正如readme所描绘:

  Readme – Hello MicroC/OS-II Hello Software Example

  Hello_uosii is a simple hello world program running MicroC/OS-II. The

  purpose of the design is to be a very simple application that just

  demonstrates MicroC/OS-II running on NIOS II. The design doesn’t account

  for issues such as checking system call return codes. etc.

  在NIOS II Console中,咱们能够看到终究运转的作用,如图8所示,两个使命所打印的字符串”Hello from task1”和”Hello from task2”循环呈现。

  

 

  图8

  首要实例源码如下:

  #include

  #include "includes.h"

  /* Definition of Task Stacks */

  #define TASK_STACKSIZE 2048

  OS_STK task1_stk[TASK_STACKSIZE];

  OS_STK task2_stk[TASK_STACKSIZE];

  /* Definition of Task Priorities */

  #define TASK1_PRIORITY 1

  #define TASK2_PRIORITY 2

  /* Prints "Hello World" and sleeps for three seconds */

  void task1(void* pdata)

  {

  while (1)

  {

  printf("Hello from task1\n");

  OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0);

  }

  }

  /* Prints "Hello World" and sleeps for three seconds */

  void task2(void* pdata)

  {

  while (1)

  {

  printf("Hello from task2\n");

  OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0);

  }

  }

  /* The main function creates two task and starts multi-tasking */

  int main(void)

  {

  OSTaskCreateExt(task1,

  NULL,

  (void *)&task1_stk[TASK_STACKSIZE-1],

  TASK1_PRIORITY,

  TASK1_PRIORITY,

  task1_stk,

  TASK_STACKSIZE,

  NULL,

  0);

  OSTaskCreateExt(task2,

  NULL,

  (void *)&task2_stk[TASK_STACKSIZE-1],

  TASK2_PRIORITY,

  TASK2_PRIORITY,

  task2_stk,

  TASK_STACKSIZE,

  NULL,

  0);

  OSStart();

  return 0;

  }

  源码中,一个规范的uC/OS-II工程,如图9所示,初始化时调用OSInit();函数;接着调用OSTaskCreate();或OSTaskCreateExt();函数创立用户使命;终究调用OSStart();函数运转使命。这儿的main函数里尽管没有呈现OSInit();函数,但实际上在HAL后台外设初始化时分必定调用了。中心是使命的创立,这儿创立两个使命task1和task2,优先级别离为1和2,并且分配了相应的仓库空间。在两个使命中,别离打印字符串”Hello from task1”和”Hello from task2”,字符串打印后调用OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0);函数做了3s的延时。假如修正这个延时时刻,打印作用会产生改动,依据延时的状况,Console窗口呈现的打印字样频率和速度会不相同。

  

 

  图9

  前面说到咱们的实例其实是有OSInit();函数存在的,并且是在体系的main();函数之前就调用了。这儿也探个终究,也算是给咱们讲讲NIOS II的软件履行次序吧。NIOS II软件在上电后其实并非好像一帮的裸奔的嵌入式软件相同直接从main();函数开端履行程序,而是先履行HAL里边的alt_main();函数,这个函数在bsp工程下的HALàsrc里边,找到名为alt_main();的函数就是。

  

 

  图10

  翻开alt_main.c源代码文件后,如图11所示,alt_main();函数中履行了Qsys体系的简直一切可用外设的初始化,由于咱们这个模板工程用的是uC/OS-II的比如,所以必有其初始化,图11中的ALT_OS_INIT();就是。假如右击该函数,挑选Open Declaration,则咱们便能看到这样的界说:

  #define ALT_OS_INIT() OSInit();

  

 

  图11

  再来简略的了解一下这个模板工程中所触及的几个函数,包含OSInit();函数、OSTaskCreate();函数、OSTaskCreateExt();函数、OSStart();函数。

  OSInit();函数

  void OSInit (void)

  在运用uC/OS-II的任何功用之前,有必要调用该函数。该函数树立了两个使命:闲暇使命——在一切其他使命均未安排妥当时运转;核算使命——核算CPU的利用率。此外,该函数也对uC/OS-II一切的变量和数据结构进行初始化。

  OSTaskCreate();函数

  INT8U OSTaskCreate (void (*task)(void *p_arg),

  void *p_arg,

  OS_STK *ptos,

  INT8U prio)

  除了OSInit();函数履行时为体系树立的2个基本使命(优先级最低的2个使命),uC/OS-II主张用户别的保存2个优先级最低的使命和4个优先级最高的使命,为了将来的内核晋级只用,当然了,其实也能够不保存。所以,一般来讲,用户至少能够树立56个使命。

  OSTaskCreate();函数有4个进口参数,其意义别离为:task是指向使命代码的指针;p_arg是使命开端履行时,传递给使命的参数的指针;ptos是分配给使命的仓库的栈顶指针;prio是分配给使命的优先级。

  OSTaskCreateExt();函数

  INT8U OSTaskCreateExt (void (*task)(void *p_arg),

  void *p_arg,

  OS_STK *ptos,

  INT8U prio,

  INT16U id,

  OS_STK *pbos,

  INT32U stk_size,

  void *pext,

  INT16U opt)

  OSTaskCreateExt();函数其实是OSTaskCreate();函数的扩展,前4个参数的界说用法彻底一致,后边5个进口参数的界说为:id是为要树立的使命创立一个特别标志符,首要是保存为了将来内核晋级运用,当时只需将此参数值设置成和使命的优先级相同就行;pbos指向使命仓库栈底的指针,用于仓库的查验;stk_size用于指定仓库的容量;pext指向用户附加的数据域的指针,用来扩展使命的使命操控块OS_TCB;opt用于设定OSTaskCreateExt();的选项,指定是否答应仓库的查验,是否将仓库清0,使命是否要进行浮点操作等。

  OSStart();函数

  void OSStart (void)

  该函数担任从使命安排妥当表中找出用户树立的优先级最高的使命操控块,并开端履行这个使命。调用该函数后,软件就将操控权交给了uC/OS-II的内核,开端运转多使命。在调用该函数之前,有必要先树立一个使命,不然,运用程序将会溃散。

  NIOS II上的uC/OS-II移植,其实就这么简略。当然了,假如要不断的深化进去,必定大有学识。

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