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16 位超低功耗微控制器、60kB 闪存、2KB RAM、12 位 ADC、2 USART、硬件乘法器

实时多任务操作系统能有效提高嵌入式平台的资源利用效率，是嵌入式应用的必然趋势。本文阐述基于MSP430F149的RTOS——M430/OS。它由汇编写成、短小精干、占用系统资源少、运行稳定可靠，目前已在思达高科配网技术公司产品上得到应用。关键词：RTOS任务调度MSP430引言1在MSP430上使用RTOS的意义一般的观点认为，MSP430上使用RTOS是没有意义的这是可以理解的。因为MSP430的硬件资源有限，任何商业操作系统都不可能移植到MSP430上。目前在MSP430上得到应用的RTOS，只有μC/OS-II，但使用μC/OS-II必须有昂贵的C编译器，这严重地限制了其在MSP430上的使用。正是基于以上情况，笔者在应用MSP430过程中，编写了一个基于MSP430F149的RTOS，暂定名为M430/OS。它占用RAM量少、代码短小，稍加改动就可适用于大多数其它MSP430单片机。在MSP430单片机系统上使用M430/OS，对系统有以下意义：①实现软件设计的模块化。可将不同的功能模块编制成相应的任务，由操作系统按级别调用，不必为先执行哪个功能、后执行哪个功能而费神。②能更合理、有效地利用CPU有限的资源。按任务的重要程度安排任务的级别，能够保证最重要的任务得以最及时执行。③大大降低系统故障率。低优先级的任务发生阻塞时，高优先级任务的执行不受影响。2M430/OS在MSP430F149上的实现2.1M430/OS功能特点M430/OS有以下特点：①采用占先式内核，即高优先级的任务可以从低优先级任务“抢”回CPU控制权；②每个任务都单独开辟一个任务栈；③每个任务占十几到几百字节的任务堆栈，任务栈的大小可以根据任务中现场数据、局部变量和嵌套调用的情况估算；④每个任务各分配一个优先级，不支持两个任务有相同的优先级；⑤不支持信号量、邮箱功能；⑥任务状态只有三种：运行、就绪、挂起；⑦系统占用RAM量=mov.w清0时钟滴答数mov.w把任务地址压入堆栈mov.wSR，-2;把标志寄存器放入任务栈mov.wr11，Task_SPsub.wSP位置放入堆栈

初始化完任务栈之后，就把堆栈指针指向最高任务优先级任务栈的任务首地址处，再执行ret返回。这样，多任务就启动开了，程序如下：mov.w最高优先级的任务栈任务首地;址位置ret;返回到最高优先级的任务任务初始化的流程如图2所示。pushALL;把当前任务现场入栈mov.bNow_Task，r11;当前任务标志放r11mov.wsp，Task_SP;保存当前任务堆栈指针mov.br10，Now_Task;就绪任务标志变为当前任务标志mov.wTask_SP，sp;就绪任务的任务栈指针放入SP;此时再进行堆栈操作就是对就绪任务的任务栈操作了。popALL;把就绪任务的现场出栈reti;中断返回，返回到就绪任务任务调度的调度时机有两种：一种是在任务挂起时，一种是定时中断。任务挂起时的任务调度一定会引起任务切换，定时中断就不一定引起任务切换了。因为，假如就绪任务是当前正在运行的任务时不会引起切换。正是如此，任务调度是RTOS中执行得最频繁的一个功能，也是最重要的一个功能，所以必须尽量缩减其代码量，尽量用可靠的调度算法来减少任务调度所占的时间。这个子程序的流程如图3所示。任务锁和其它功能的实现任务的加锁与解锁，是为了使一些在低优先级任务的不可重入代码，或对实时性要求较高的I/O操作在执行中不产生任务切换。这项功能是通过设置一个标志位实现的。当调度程序检查到任务被锁定时，就算有就绪任务也必须等开锁之后才能切换。假如系统忽然产生一个事件要某个挂起的任务来处理，可以在事件产生的程序中调用任务唤醒。它的原理是把Task_Tick清0，然后执行一次任务调度。假如这个任务优先级较高，就直接切换到这个任务里执行。3总结M430/OS已在笔者开发的基于MSP430F149的系统上应用，运行稳定可靠。该操作系统稍加改动，就可应用于其它MSP430单片机。当然，它的功能还是很有限的，也可能还存在一些尚未暴露的问题；但无论如何，它向我们证实，在MSP430单片机系统中使用RTOS是完全可能的。

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