基于Rabbi中央處理器的uCOSII嵌入式解決方案

基于Rabbit中央處理器的uC/OS-II嵌入式解決方案從硬件入手:了解Rabbit2000/3000Z180的改進和提高硬件：集成部分外設、更高速度的16位CPU

實時時鐘、watchdog、從口編程、4/6個串口5個8bitstimers、2個10bitstimers、4級中斷遠程下載及啟動軟件：對C語言更有力的支持Rabbit4000CPU后向兼容于Rabbit2000&3000CPU16M平鋪內存，最大64M(4頁)尋址空間支持16位的接口8通道DMA支持數(shù)據(jù)塊拷貝，提高數(shù)據(jù)傳輸速度80Mhz主頻，共支持471條精簡指令，浮點運算能力內嵌10M/100M以太網(wǎng)收發(fā)器CPU硬件斷點和單步執(zhí)行中斷新的16位計數(shù)器,輸出可以控制增強的串口作業(yè)頻率:2kHz-100MHz1.8V的核心電壓,3.3V或者1.8VI/O的電壓Rabbit2000計算能力FloatingPoint

Operation*RABBIT2000

@29.49MHzZilogZ180

@24.58MHzDallasDS80C320

@33.18MHzPhillips80C51

@33.18MHzAMD188ES

@36.86MHzAdd9.6μs263278194Multiply12μs423485184SquareRoot32μs343334805355Sine94μs12384521112804CompilerDynamicC6.10DynamicC6.10Kiel51JSIM-51BorlandC3.31*Flash存取時間為55ns系統(tǒng)結構—16位CPU上的嵌入系統(tǒng)Rabbit2000/3000硬件系統(tǒng)BIOS硬件驅動直接面向硬件的應用應用程序I/O控制應用文件系統(tǒng)RTOS應用程序Complier/Edit簡介ResetColdload.bin→Polit.binBIOS應用程序DynamicC(PC)DTRReset2400bps57600bps57600bps115200bps100msBIOS功能為應用程序提供低端服務系統(tǒng)初始化與DynamicC集成開發(fā)環(huán)境通訊存儲空間配置BIOSFlowchart

Startataddress0初始化BIOS與DynamicC通訊調用MAIN（）被診斷工作(目前不支持）是否使用BIOS服務？設置存儲控制和BIOS服務是否有編程電纜？Master工作面向應用程序的BIOS服務應用程序編譯和運行模式編譯模式：CompileincludedebugcodeCompilewithoutdebugcode運行模式：Polling模式/調試模式非調試模式更進一步：

DynamicC中Rabbit2000/3000內存管理基于μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)的應用DynamicC支持的文件系統(tǒng)TCP/IP編程串口編程I2C、SPI總線編程FFT、AES函數(shù)庫的使用

Rabbit2000的的存儲儲管理理--段段頁管管理的的存儲儲系統(tǒng)統(tǒng)MemoryMapof16-bitAddressingSpaceRootInterchangeRAMENDRAM_START*0x1000DATASIZEXalloc_Store[0].size(calculatedbyInit_Xalloc())XallocregionReserve_Store[0].topRAM_START*0x1000+0xff0x100Quadrantswitchingcode為DATA、WATCH保留留邏輯空空間中中段的的內容容（Small模模式））byseveralstacksorremappinginRAM(Watchsegment,InterruptVector)Byspecialfunctionsorkeywords(Assemblyfunction)代碼和和數(shù)據(jù)據(jù)位置置的調調整#classoptionrootxdataxmemxstringroot2xmem(),xmem2root(),xmem2mem()#ximport自定定制制的的存存儲儲映映射射（BIOS的修修改改））DATAORGWATCHCODESIZE更改改映映射射#defineDATASEGVAL0x91#rvarorgrootdata(DATASEGVAL)0xc5ff0x6600apply//growsdown#rcodorgrootcode0x000x00000x6000apply#wcodorgwatcode(DATASEGVAL)0xc6000x0400apply#xcodorgxmemcode0xf80xe0000x1a000apply//datadeclarationsstarthere只能能編編譯譯成成.bin文文件件文件件系系統(tǒng)統(tǒng)的的支支持持邁邁向向完完整整的的系系統(tǒng)統(tǒng)FS2與與FAT系系統(tǒng)統(tǒng)的的概概念念對對應應FS2系系統(tǒng)統(tǒng)：：BIOS中中預預留留的的空空間間LogicalextentLogicalsectorMetadataFilenumber/Filename（1~255））FAT系系統(tǒng)統(tǒng)：：DiskDiskpartition簇Directoryentry——FATFilenameFS2的的使使用用“安安裝裝””物物理理空空間間修改改XMEM_RESERVE_SIZE、、FS2_RAM_RESERVE或或定定義義FS2_USE_PROGRAM_FLASH“分分區(qū)區(qū)””fs_get_flash_lx、、fs_get_other_lx、、fs_get_ram_lx初始始化化（（第第一一次次使使用用））fs_init()格式式化化lx_format()FS2使用用的的注注意意事事項項各個個宏宏定定義義及及存存儲儲器器中中空空間間的的分分配配堆棧棧的的使使用用fs2.lib中中默默認認堆堆棧棧為為2048bytes；；LS倍倍增增時時約約多多用用100bytes的的堆堆棧?？湛臻g間讀寫寫時時間間512LS時時，，fs_init()耗耗時時2秒秒可重重入入性性Errornumber大大部部分分與與POSIX一一致致μC/OS-IIreal-timeoperatingsystem--Z-WORLD系系統(tǒng)統(tǒng)的的基基石石系統(tǒng)統(tǒng)開開發(fā)發(fā)面面臨臨的的挑挑戰(zhàn)戰(zhàn)市場場發(fā)發(fā)展展技術術進進步步開發(fā)發(fā)時時間間系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)定定性性系統(tǒng)統(tǒng)復復雜雜度度系統(tǒng)統(tǒng)開開發(fā)發(fā)使用用RTOS的的利利弊弊優(yōu)點點:有利利于于系系統(tǒng)統(tǒng)建建模模良好好的的響響應應時時間間程序序模模塊塊化化方便便的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)封封裝裝缺點點:系統(tǒng)統(tǒng)占占用用一一定定資資源源調試試難難度度加加大大μC/OS-II的的定定位位及及性性能能特特點點實時時內內核核*（（20MHz)單進進程程多多線線程程64個個優(yōu)優(yōu)先先級級（（系系統(tǒng)統(tǒng)使使用用8個個））ServiceTime獲得信號量10μs釋放信號量6~38μs任務切換17~35μs寫數(shù)據(jù)到隊列49~68μs讀數(shù)據(jù)到隊列12~38μs創(chuàng)建任務158μs注銷任務36~57μsRTOS環(huán)環(huán)境境中中的的開開發(fā)發(fā)Dataprocessingfunctions時間間觸觸發(fā)發(fā)子子系系統(tǒng)統(tǒng)輸入入輸出出初始始化化任務務狀狀態(tài)態(tài)圖圖（事事件件觸觸發(fā)發(fā)））硬件件平平臺臺軟件件平平臺臺外設設應用用實實例例——埋入入式式液液罐罐監(jiān)監(jiān)測測系系統(tǒng)統(tǒng)系統(tǒng)統(tǒng)性性能能概概述述：：1.監(jiān)監(jiān)測測8個個油油罐罐的的罐罐內內溫溫度度和和液液位位;2.根根據(jù)據(jù)溫溫度度和和液液位位計計算算罐罐內內狀狀態(tài)態(tài).異異常常時時報報警警;3.人人機機界界面面:4*4的的鍵鍵盤盤、、20個個字字符符的的LCD和和熱熱敏敏微微型型打打印印機機;4.報報警警鈴鈴(鍵鍵盤盤控控制制停停止止報報警警).細化化時時間間需需求求讀入入模模擬擬量量間間隔隔時時間間:10-1s對按按鍵鍵的的響響應應時時間間:10-1s模擬擬量量計計算算時時間間:秒秒級級液罐罐溢溢出出或或泄泄露露的的判判定定時時間間:102s打印印速速率率:2~3行行/s報告告長長度度:30~59行行打印印機機每每次次處處理理一一行行數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)劃分分任任務務任務優(yōu)先級創(chuàng)建任務原因處理液位任務低“日常”任務處理溢出和泄漏任務高關鍵任務鍵盤處理任務高控制系統(tǒng)狀態(tài)顯示處理任務高有不同的消息傳遞到此任務打印處理任務中處理時間過長任務務狀狀態(tài)態(tài)圖圖LevelcalculationtaskButtoncommandtaskPrinterFormattingtaskDisplaytaskOverflowDetectiontaskFloatreadingmoduleTimerinterruptroutineButtoninterruptroutinePrinterinterruptroutineLeveldatamoduleFloatinterruptroutineRTOS傳遞的的消息其它任務務激活PrinterLCDTCP/IP編編程(Pre7.30)--Z-world系統(tǒng)騰騰飛的雙雙翅TCP/IPandHardwareHowapackettravelsthroughtheNetworkLayers)ApplicationsPacketPacketPacketPacketPacketTCPUDPIPHardwareLayerApplicationTransportNetworkPhysical&DataLinkDynamicC支支持的協(xié)協(xié)議IP:InternetProtocolTCP:TransmissionControlProtocolUDP:UserDatagramProtocolFTP:FileTransferProtocolTFTP:TrivialFileTransferProtocolTelnetDNS:DomainNameSystemICMP:InternetControlMessageProtocolPPP:PointtoPointProtocolSMTP:SimpleMailTransferProtocolHTTP:HyperTextTransferProtocolPOP3:PostofficeProtocol,v3SNMP:SimpleNetworkManagementProtocolTCP/IP配配置pd_getaddress()讀讀出MAC地地址宏MY_IP_ADDRESS宏MY_NETMASK宏MY_GATEWAY宏MY_NAMESERVERtcpconfigsethostid()sethostname()TCP/IP動動態(tài)配配置(BOOTPorDHCPClient)BOOTP/DHCPControlMacros(在#use““dcrtcp.lib””之前)USE_DHCPDHCP_USE_BOOTPDHCP_CLASS_IDDHCP_USE_TFTPsock_init()自自動配置置0:OK.1:Ethernetpacketdriverinitializationfailed.2:DHCPfailed,usingfallbackdefinitions.3:DHCPfailed,nofallbacksdefined.Other:reserved.dhcp_acquire()、dhcp_release()重重配置TCP應應用（Client)#defineMY_IP_ADDRESS““25"#defineMY_NETMASK""#definePORT180main(){tcp_Sockets;……..sock_init();tcp_open(&s,0,ip,PORT,NULL);sock_wait_established(&s,0,NULL,&status);sock_mode(&s,TCP_MODE_ASCII);while(tcp_tick(&s)){sock_wait_input(&s,0,NULL,&status);if(sock_gets(&s,buffer,2048))printf("%s\n",buffer);}sock_err:……..}TCP應應用（Server)#defineMY_IP_ADDRESS““25"#defineMY_NETMASK""#definePORT123tcp_Socketechosock;main(){……….sock_init();while(1){tcp_listen(&echosock,PORT,0,0,NULL,0);sock_wait_established(&echosock,0,NULL,&status);sock_mode(&echosock,TCP_MODE_ASCII);while(tcp_tick(&echosock)){………}sock_err:…….}}UDP應應用（Server&Client)sock_init()Udp_open(P1,P2,P3,P4)PARAMETER1:socketPARAMETER2:localportPARAMETER3:acceptableremoteip,0toconnectonfirstdatagram,-1forall(resolve(“55”))PARAMETER4:acceptableremoteport,0toconnectonfirstdatagramPARAMETER5:functiontocallwhendataisreceived,NULLforplacingdatainthesocket'sreceivebuffer.Udp_send()、udp_recv()….DNS應應用(Client)#defineMY_NAMESERVERresolve()Non-blockingDNS查詢詢resolve_name_start()resolve_name_check()resolve_cancel()其他區(qū)域域DNSserver緩存存DNSserverDNS解解析器器緩存ApplicationZSERVER.LIB（HTTP&FTPserver工具庫））DataStructure：ServerSprc(FormVar):可可傳輸對象列列表ServerAuth：：用戶列表Constants:以以上結構體中中的參數(shù)和下下面函數(shù)的返返回值；數(shù)據(jù)據(jù)類型定義；；服務器類型型定義和參數(shù)數(shù)Functions：對對以上結構體體的設定、修修改和讀取參參數(shù)HTTPServer的應用應用程序處理理Http消消息使用HTTP.LIB的的http_handler()HttpSpec:Webserver提提供的文件、、變量、函函數(shù)HttpType:處處理文件的連連接HttpRealm:HttpSpec中的的需認證的資資源HttpState:CGI函數(shù)數(shù)接口HTTPServer實現(xiàn)#defineMY_IP_ADDRESS"00"#defineMY_NETMASK""#use"dcrtcp.lib"#use"http.lib"main(){sock_init();http_init();tcp_reserveport(80);while(1){http_handler();}}HTTPServer示例1靜態(tài)頁頁面#ximport"samples/tcpip/http/pages/static.html"index_html#ximport"samples/tcpip/http/pages/rabbit1.gif"rabbit1_gifconstHttpTypehttp_types[]={{".html","text/html",NULL},{".gif","image/gif",NULL}};constHttpSpechttp_flashspec[]={{HTTPSPEC_FILE,"/",index_html,NULL,0,NULL,NULL},{HTTPSPEC_FILE,"/index.html",index_html,NULL,0,NULL,NULL},{HTTPSPEC_FILE,"/rabbit1.gif",rabbit1_gif,NULL,0,NULL,NULL},};HTTPServer示例2動態(tài)刷刷新constHttpTypehttp_types[]={{".shtml","text/html",shtml_handler},//ssi{".html","text/html",NULL},//html{".cgi","",NULL},//cgi{".gif","image/gif",NULL}};longcounter;constHttpSpechttp_flashspec[]={{HTTPSPEC_FILE,"/",index_html,NULL,0,NULL,NULL},{HTTPSPEC_FILE,"/index.shtml",index_html,NULL,0,NULL,NULL},{HTTPSPEC_VARIABLE,"counter",0,&counter,INT32,"%ld",NULL}};HTTPServer示例3CGIconstHttpSpechttp_flashspec[]={{HTTPSPEC_FILE,"/",index_html,NULL,0,NULL,NULL},{HTTPSPEC_FILE,"/index.html",index_html,NULL,0,NULL,NULL},{HTTPSPEC_FILE,"/rabbit1.gif",rabbit1_gif,NULL,0,NULL,NULL},{HTTPSPEC_FUNCTION,"/test.cgi",0,test_cgi,0,NULL,NULL}};inttest_cgi(HttpState*state){ 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