引 言
    μC／OS-II最多支持63個任務，并支持信號量、郵箱、消息隊列等多種進程間通信機制；同時，用戶可以根據需求對內核中的功能模塊進行裁剪。將μC／OS-II應用到嵌入式系統中，對于提高產品的質量、縮短開發周期和降低成本都有重要的意義。
    為了保證系統的實時性，μC／OS-II采用查表策略，使優先級最高的任務一旦進入就緒態就立刻可以運行。這種查表算法與應用系統的任務數目無關，執行時間是固定值，從而保證了系統的硬實時性。μC／OS-II實時內核中唯一一個執行時間受任務數目影響的函數是時鐘節拍，時鐘節拍的中斷服務子程序需要遍歷所有使用延遲函數的任務，故執行時間與任務數目有關，為非固定值。此外，時鐘節拍的頻率也不能太高，否則會因為CPU頻繁加載中斷服務子程序，導致加重了CPU負荷，影響μC／OS-II的實時性。
    Freescale公司的16位HCS12X(簡稱“S12X”)系列單片機引入了一個協處理器，名為“XGATE”。與普通意義上的浮點協處理器不同，這個協處理器主要用來處理中斷。如果采用協處理器來處理μC／OS-II時鐘節拍的中斷，那么主CPU無需頻繁加載中斷服務子程序，從而保證μC／OS-II內核的所有函數執行時間都為固定值。這樣，μC／OS-II的實時性就得到了保證，還能以提高時鐘節拍中斷頻率的方法提高應用系統定時的精度。

1 單片機中的協處理器
    HCS12X系列單片機中的XGATE協處理器是精簡指令集(RISC)結構的處理器，它的工作時鐘頻率是S12X主CPU的2倍。主CPU初始化系統時可決定使用或禁用XGATE。若使用，則XGATE在初始化后就獨立地運行，并通過雙端口RAM與CPU交換數據，必要時向主CPU發中斷請求。
    XGATE處理完所有的中斷后進入休眠態，停止運行，直到下一次中斷發生。XGATE比較適合響應的中斷主要是加載頻率高的中斷，或不帶通信緩沖區的I／O中斷，例如SCI發送或接收中斷、PWM輸出中斷等。而對于本身帶發送、接收緩沖區的中斷(如CAN中斷、USB中斷等)，采用協處理器處理中斷優勢不明顯。
    μC／OS-II的時鐘節拍中斷是一個頻繁發生的中斷，所以很適合采用XGATE來響應。以下重點介紹如何用XGATE協處理器響應μC／0S—II的時鐘節拍中斷。

2 用XGATE實現μC／OS-II的時鐘節拍
    μC／0S-11的時鐘節拍中斷可以采用單片機的實時中斷(Real-Time Interrupt，RTI)來實現。當然也可以使用定時器中的計數器來產生時鐘節拍，原理相同，方法近似。使用XGATE來響應RTI中斷，實現時鐘節拍時，XGATE協處理器和主CPU的分工如表1所列。

    XGATE負責響應RTI中斷，實現時鐘節拍，并完成任務延時計數；在任務延時完成后，通知CPU進行任務調度。另外，XGATE還用來響應其他中斷，在需要任務調度時通知CPU。主CPU則只負責運行任務(包括系統任務)和任務調度，只有在需要任務調度時才會加載中斷服務子程序。使用XGATE來實現時鐘節拍的具體設置步驟如下所述。
2．1 將RTI中斷的控制權交給XGATE
    為了將RTI中斷交由XGATE來處理，系統初始化時需要設置S12X單片機中RTI中斷對應的中斷控制寄存器。中斷控制寄存器組成如下：

    在S12X單片機中，每一個I／O中斷都有一個中斷控制寄存器與之對應。中斷控制寄存器控制相應的中斷是由S12X CPU響應還是由XGATE來響應，以及該中斷的優先級。
    中斷控制寄存器中，RQST位為1時，中斷由XGATE來響應；為0時，中斷由S12X CPU響應。為了使用XGATE來響應RTI中斷，需要將RTI中斷對應的中斷控制寄存器的RQST位置1。PRIOLVL[2：0]保存的是對應中斷的優先級，值越大，對應中斷的優先級越高。如果這3位均為0，那么對應中斷會被禁用。
    設置中斷控制寄存器可以調用編譯器提供的一個函數ROUTE_INTERRUPT。這個函數需要的參數是對應中斷的中斷向量相對中斷向量表基址(0xFF00)的偏移量，以及中斷控制寄存器的值。設置RTI中斷控制寄存器的代碼如下：
    RUUTE＿INTERRUPT (0xF0，0x81)；
    其中，0xF0是RTI中斷向量相對中斷向量表基址的偏移量，0x81是要設置的中斷控制寄存器的值。
2．2 XGATE與S12X CPU的數據共享
    XGATE實現μC／OS-II的時鐘節拍和S12X CPU實現任務調度，都需要訪問與系統的任務控制塊鏈表相關的變量，因此這些變量需要聲明為XGATE和S12X CPU的共享變量。共享變量的聲明需要加上“volatile”類型聲明，并使用“#pragma”預處理命令將其放在共享內存中。

    S12 CPU的程序中聲明如下:

    在XGATE的程序中，需要使用extern聲明這些變量，具體語句如下：

工博士工業品商城聲明：凡資訊來源注明為其他媒體來源的信息，均為轉載自其他媒體，并不代表本網站贊同其觀點，也不代表本網站對其真實性負責。您若對該文章內容有任何疑問或質疑，請立即與商城(www.lmelshi.com)聯系，本網站將迅速給您回應并做處理。
聯系電話：021-31666777
新聞、技術文章投稿QQ：3267146135  投稿郵箱：syy@gongboshi.com