NIOS2隨筆——uCOS-II實時操作系統
1. 概述
本設計采用NIOS2 32位處理器，實現uCOS-II實時操作系統的使用，實現兩個任務同時運行，一個LED閃爍，一個串口打印。硬件平臺采用ETree的開發板(某寶提供)，如下圖所示：
2. uCOS-II簡介
μC/OS 和μC/OS-II 是專門為計算機的嵌入式應用設計的， 絕大部分代碼是用C語言編寫的。
uC/OS-II中最多可以支持64個任務，分別對應優先級0～63，其中0 為最高優先級。系統保留了4個最高優先級的任務和4個最低優先級的任務，所有用戶可以使用的任務數有56個。
uC/OS-II提供了任務管理的各種函數調用，包括創建任務，刪除任務，改變任務的優先級，任務掛起和恢復等。
要使uC/OS-II正常運行，處理器必須滿足以下要求：
處理器的C編譯器能產生可重入型代碼；
處理器支持中斷，並且能產生定時器中斷；
用C語言可以開/關中斷；
處理器有一定數量的數據存儲器；
處理器有將堆棧指針以及其他CPU寄存器的內容讀出、並存儲到堆棧或內存中的指令。
顯然NIOS2處理器符合上述要求，從處理器硬件角度看Nios2需要一定數量的內存空間(SDRAM的空間足夠大)、需要一個定時器(添加定時器組件)。
3. Qsys平臺搭建
在Qsys平臺上添加Interval Timer組件，配置相關參數，如下圖所示。
添加完Timer組件的Qsys系統如下圖所示。
4. NIOS2軟件設計
新建NIOS SBT工程，輸入軟件工程名‘nios2_ucos’，在project template中選擇‘Hello-MicroC/OS-II’，如下圖所示。
軟件設計兩個任務，一個任務使LED每隔一秒閃一次，另一個任務每隔一秒在串口終端打印一次"Hello from task2\n"，具體代碼如下：
#include <stdio.h>
#include "includes.h"
#include <io.h>
#include <system.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)
{
IOWR(PIO_0_BASE,0,1); //LED ON
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500); //hour/minute/second/millisecond
IOWR(PIO_0_BASE,0,0); //LED OFF
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500); //hour/minute/second/millisecond
}
}
/* Prints "Hello World" and sleeps for three seconds */
void task2(void* pdata)
{
while (1)
{
printf("Hello from task2\n");
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 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;
}5. 編譯運行
右擊工程nios2_ucos，選擇Build Project。編譯完後，下載FPGA配置文件，再右擊工程nios2_ucos，選擇Run As | Nios II Hardware。FPGA開發板LED每隔一秒閃一次，Nios II Console每隔一秒打印一次“Hello from task2”。
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NIOS2隨筆——uCOS-II實時操作系統