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回顧嵌入式RTOS在我國應用與推廣的歷程，幾年前，RTOS的概念還很少為嵌入式系統工程師接受。這是由于8位單片機時代，應用程序相對簡單，設計者使用RTOS的意識不強；另一方面，商業RTOS軟件過于昂貴。兩年前的這個時候，筆者應《電子產品世界》之邀，在嵌入式 2000學術研討會上提出，以免費的RTOS-uC/OS的學習與應用為突破口，提倡學習RTOS，使用RTOS，不久以后，《uC/0S-II the Real Time Kernel》一書的中譯本出版了。一些著名的大學開始用uC/0S-II作教材給研究生講述RTOS。 近年來，筆者看到很多國內關于嵌入式系統應用的雜志，都刊登了關于uC/OS,uC/0S-II移植與應用的文章。這些刊物對RTOS嵌入式應用的推廣功不可沒。mC/OS以及uC/0S-II在國內普及與推廣的意義首先是提高了嵌入式工作者對RTOS的認知度，強化了學習使用RTOS的觀念與意識，其后才是mC/OS、uC/0S-II本身的實用價值。mC/OS、uC/0S-II是一個小的實時內核，源碼公開，有詳盡的解釋。正是因為其小，才便于研究、理解和掌握。 以下，筆者就如何開發基于uC/0S-II的應用軟件和移植過程中使用的C編譯器問題提出一些建議，并簡要介紹μC/0S-II的最新版本V.2.52和uC/0S-II一書的第二版，供讀者參考。 如何開發基于uC/0S-II的應用軟件 基于uC/0S-II的應用軟件由于uC/0S-II的商業價值得到了認可，一些基于uC/0S-II的商業軟件也可以買到，如TCP/IP協議棧、藍牙通信軟件、紅外通信軟件等(見UCOS-III.com網站)。我們這里說的是如何自己開發這類應用軟件。以TCP/IP 協議棧為例，如果需要全套的TCP/IP功能，可以直接使用嵌入式Linux ，如mCLinux、 RTEMS等。以mCLinux為例，內核本身要占用512KB內存，TCP/IP部分也有70B至80KB。mC/OSII特定的是一個小內核，本身占用內存在10KB量級上。對于特定的應用，嵌入uC/0S-II的產品往往只需要TCP/IP中某一小部分。參照TCP/IP協議標準和一些公開出版的圖書，以及網上的源碼資源，自己寫這一部分并非十分困難。舉例說來，如果用戶已經完成了一套基于uC/0S-II的單片機控制系統，而單片機仍有一定的剩余負荷可支持網絡通信，用戶希望能通過Internet網遠程控制該系統。在硬件上，可以通過RS-232和Modem撥號上網，也可以加一片網絡接口芯片如RTL8019直接上網。軟件開發方面，TCP/IP的標準可以從www.rfc-editor.org中找到，一本不錯的參考書，是英國人jemy Bentham所著《TCP/IP Lean Web Servers for Emb-edded Systems》。這本約400頁的書后所附光盤中有實現一個瘦服務器的全部源代碼。書中以Microchip的8位單片機PIC16CF6為例，實現了單片機通過Modem撥號上網的功能。參照上述資料，我們在8位、16位、32位 Motorola單片機上也實現了通過RTL8019 Internet網接口芯片直接上網的功能。在寫這些軟件時，我們發現，在uC/0S-II下寫TCP/IP通信軟件，比傳統的前后臺系統要方便很多。單片機要在完成原來控制系統功能的前提下，同時實現網絡通信，又是發送又是接收，沒有RTOS支持簡直不可想象。從代碼長度看，實現基本功能的TCP/IP 協議棧只需要大約7KB目標代碼，比使用mCLinux顯然有優勢。上面提到的瘦服務器(Lean Server) 一書是一本暢銷書，其第二版已經出版了，據悉機械工業出版社已購買了中譯本版權，希望不久的將來能見到該書的中譯本。 uC/0S-II的移植 uC/0S-II是專門為單片機嵌入式應用設計的實時操作系統內核，主體用標準的ANSI C語言寫成，可移植性極好。目前已被成功地移植到四十多種CPU上，包括8位、16位、32位及64位單片機，包括若干種DSP，因為移植的范例大多可以從網上下載，故移植起來并不困難。綜合來自各方面的反映，移植難度并不在于uC/0S-II源代碼本身，而在于不同用戶使用了不同的 C編譯器，由于編譯器的差異而引發的移植方面的問題有時很難得到友人的幫助。而對于嵌入式應用潛在市場群體-正在高校就讀的研究生們說來，困難還在于：幾乎所有用于單片機的C編譯器都是商業軟件，其中有些還相當貴。 使用自由軟件Linux下的C語言交叉編譯器GNU gcc作為開發工具來編譯移植uC/0S-II是一個不錯的選擇。 使用自由軟件開發嵌入式應用的意義決不僅限于經濟上節省開支。學習使用自由軟件過程，實際上是培養IT高手的過程。自由軟件將造就一大批有共同語言的軟件開發精英，GNU gcc交叉編譯工具支持大多數知名的16位、32位嵌入式應用CPU，如Motorola的68HC11/12、M68K、CPU32、ColdFire 、PowerPC，AMD的AMD29K，Intel的i386、Intel960，其它如著名的ARM、Thumb、M32、MIPS、RT、 SPARC、DEC的Alpha、 VAX等，還包括TI的TMS32 DSP等。 自由軟件有強大的網上技術支持是公認的，不斷推出的升級版本表明自由軟件的強大生命力。使用GNU gcc作為交叉編譯器的難點不在于交叉編譯器的用法本身，而在于搭建Linux下的開發環境。這一部分工作在國外一般由專門的系統管理員來做。而國內由于公司的規模較小，往往沒有專門的系統管理員，這部分工作要自己做，從而增加了Linux系統下自由軟件的使用難度。使用中的另一個難點是，遇到問題時常常不知道如何處理。要學會看系統提供的幫助信息，向Linux的高手請教，校園內利用BBS的交流是一種學習的極好方式。還有一個辦法是在網上搜索，因為你遇到的問題也許過去別人也遇到過，解決辦法可能網上就有。再有一個辦法就是直接給作者發電子郵件。自由軟件有源碼，大多都有作者的Email地址。如果 uC/0S-II的移植以GNU gcc交叉編譯器為基礎，討論起來共同語言會更多些，移植會更容易。一些芯片生產商在推出其嵌入式應用芯片的同時就提供了uC/0S-II的移植代碼，如Motorola的16位DSP 56800系列，移植代碼包含在系統開發工具SDK中，C編譯器采用其子公司metrowerks的codewarrior。雖然移植不難有現成的例子可參考，但筆者仍認為移植是一個重要的學習過程，這一過程的意義遠大于移植后的結果。這一過程有助于提高對RTOS的認識與理解，從而提高嵌入式工作者的理論與技術水平。 |
