摘要：实时多任务操作系统(rtos)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(以msp430f149为例，只有2kb ram),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。

2 m430/os在msp430f149上的实现

2.1 m430/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(executing)、就绪(ready)、挂起(suspended)；

　　⑦ 系统占用ram量=（（任务个数+1）×4）+6字节，不包括任务堆栈；

　　⑧ 代码量少，目前版本的代码共有86行汇编代码，256字节目标代码；

　　⑨ 理论上最多支持126个任务；

　　⑩ 任务锁定功能：在一段低优先级的代码中，不想让操作系统把cpu权切换到别的任务，这时可以把这代码锁定，在运行这段代码时，就不会引起任务切换；

　　任务唤醒功能：在一个任务中产生一个的事件来触发其它任务运行（如果被触发的任务优先级高的话，就会马上运行）。

2.2 系统函数介绍

　　① os_init：多任务初始化，进行任务栈（任务栈的结构见图1）、任务延时计数、任务状态的初始化。初始化完成后，系统直接切换到最高优先级的任务，多任务系统启动。

　　② os_time_dly：把当前任务挂起一段指定时间让其它任务运行。

　　③ os_sched：任务调度，它先把每个任务的延时数减1，然后再找出最高优先级的就绪任务，并切换到这个就绪任务。如果无就绪任务，就切换到空闲任务。

　　④ os_free_task：空闲任务，是一个很重要的系统任务，当所有任务都挂起时，运行此任务。它主要是对一个计数器free_count一直进行累加，用户可以根据这个计数器计算出cpu的利用率。

　　⑤ os_task_lock：锁定任务调度，禁止任务调度。主要用来锁定在低优先级中的一些可重入的代码或一些重要代码。

　　⑥ os_task_unlock：解锁任务调度，和上面的子程序功能相反。

　　⑦ os_task_wakeup：唤醒指定优先级的任务，并产生一次任务调度，如果被唤醒任务的优先级比当前运行的任务的优先级高，任务就会切换到被唤醒的任务中，否则等待下一个调度时机。

2.3 主要功能的实现

（1）任务初始化

　　系统加电运行后，首先对硬件资源进行初始化，接着就要对多任务进行初始化了。主要是初始化每个任务的任务栈、每个任务的时钟滴答数和堆栈指针位置。我们把每个任务栈都初始化成图1形式。

　　任务栈的初始化如下程序（r11是用来初始任务堆栈的一个指针，r10是一个循环计数器）：

mov.w #(栈底 + 2) , r11

clr