實時嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II面向中小型嵌入式應用，包含全部功能模塊的內(nèi)核大約為10KB，RAM的應用量主要與系統(tǒng)中的任務數(shù)有關。
GPRS是在目前運行的GSM網(wǎng)絡基礎上發(fā)展起來的數(shù)據(jù)業(yè)務，可以采用與GSM同樣的調(diào)制技術(shù)、頻率，以及同樣的TDMA幀結(jié)構(gòu)。利用現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)，GPRS從一開始就可以提供全面的覆蓋。
GPRS終端系統(tǒng)的硬件組成
GPRS終端系統(tǒng)主要由控制部分和GPRS無線模塊組成，如圖1所示。
圖1 GPRS終端的硬件組成原理
為了適應嵌入式技術(shù)在GPRS通信中的應用，系統(tǒng)的控制部分采用了S3C44B0x芯片。
S3C44B0x是16/32位RISC微處理器， 為手持設備和通常應用提供了一種高性價比的解決方案。
S3C44B0x具有豐富的片內(nèi)資源，可以通過串行接口操作GPRS模塊，操作指令為AT命令集。
GPRS無線模塊采用了SIM300，該模塊支持GPRS的語音、數(shù)據(jù)和短信息功能，內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議。該模塊主要由射頻天線、內(nèi)部Flash、SRAM、GSM基帶處理器、匹配電源和一個60腳的ZIF插座組成。其中，GSM基帶處理器是核心部件，其作用相當于一個協(xié)議處理器，用來處理外部系統(tǒng)通過串口發(fā)送過來的AT指令。GPRS模塊接收速率可達86.2kbps，發(fā)送速率達21.5kbps，易于集成。
μC/OS-II的移植
μC/OS-II是一個移植性很強的操作系統(tǒng)，其源代碼分為硬件無關和硬件有關兩個部分，移植時只需修改與硬件有關的部分。移植μC/OS-II到S3C44B0X 上，需做以下工作：
(1) 修改數(shù)據(jù)類型
為保持與平臺的無關性，μC/OS-II使用經(jīng)過宏定義的通用類型，如INT16U，表示16 位無符號數(shù)。在移植時，要把它們映射成正確的類型。
(2) 進入和退出臨界段
用關閉和打開中斷的方式，實現(xiàn)進入臨界段函數(shù)OS_ENTER_CRITICAL()和退出臨界段函數(shù)OS_EX2IT_CRITICAL()。
(3) 設置堆棧生長方向
不同的處理器堆棧的生長方向不同，對S3C44B0X來說，其生長方向可以向上也可以向下。但是，由于編譯器ADS僅支持堆棧從上往下長，并且必須是滿遞減堆棧，所以這里要設置的實際使用方向為向下增長，即
#define OS_STR_GROWTH 1;
(4) 任務的切換和調(diào)度
進行任務的切換和調(diào)度有兩種方法，一是當前運行的任務主動調(diào)用OS_Sched() ，判斷是否有更高優(yōu)先級的任務要運行，如果有就將其切換到就緒態(tài)，然后調(diào)用OS_TASK_SW() ，產(chǎn)生一個軟中斷，中斷向量指向函數(shù)OSIntCtxSw() ，在其中修改任務堆棧，運行新的任務。二是產(chǎn)生硬件中斷后，在中斷處理函數(shù)中調(diào)用OSIntEx()。
在上述過程中，產(chǎn)生軟中斷和修改任務堆棧的代碼都是與處理器相關的， S3C44B0X 的軟中斷匯編指令是SWI ，壓棧和出棧的匯編指令分別是STM和LDM。
(5) 堆棧的初始化
μC/OS-II在創(chuàng)建任務時會調(diào)用OSTaskStkInt() 函數(shù)對任務堆棧進行初始化，這里需要將堆棧設置成和產(chǎn)生中斷后的形式一樣，一般包括任務起始地址、中斷返回地址、CPU 寄存器等內(nèi)容。另外，還要保證任務是運行在特權(quán)模式下，而不是用戶模式下。
(6) 時鐘節(jié)拍中斷
μC/OS-II用時鐘節(jié)拍中斷實現(xiàn)時間延遲和超時功能，定時頻率一般在10Hz~100Hz。設置定時器的代碼與CPU 相關，中斷向量必須指向μC/OS-II時鐘節(jié)拍中斷服務子程序OSTickISR() 。
系統(tǒng)的流程和任務的組成
本系統(tǒng)中，首先調(diào)用OSInit()，初始化μC/OS-II所有的變量和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，再調(diào)用ARM_init()初始化微控制器的定時器及串口等硬件，通過調(diào)用OSTaskCreate()，依次創(chuàng)建各個任務，最后調(diào)用OSStart()啟動系統(tǒng)，開始多任務調(diào)度。整個系統(tǒng)控制程序模塊及流程如圖2 所示。
圖2 系統(tǒng)控制程序模塊及流程
整個系統(tǒng)中的任務包括ARM控制部分的鍵盤掃描、LCD顯示任務和通信任務以及GPRS終端功能的短消息任務，語音通話任務等。因此，在μC/OS-II系統(tǒng)中的任務主要包括：
鍵盤掃描任務task_sys_key scan()，包括4×4鍵盤部分的掃描識別keyscan()，以及對應按鍵功能編碼的實現(xiàn)keyscan_code()等。
LCD顯示任務task_sys_ lcddis()，包括背景內(nèi)容顯示display_context()、輸入內(nèi)容顯示display_input()、輸出內(nèi)容顯示display_output()等。
通信任務task_sys_ communication()，除了包括系統(tǒng)和主機進行通信的函數(shù)host_msg()，以實現(xiàn)通過電腦進行系統(tǒng)操作，還有各個任務之間相互通信的處理msg_tasl()。
話音通話任務task_sys_ telephone()，其中包括電話呼叫GPRS_phone_call()、電話接聽gprs_phone_recevie()等。 另外，還包括系統(tǒng)短信收發(fā)任務。
根據(jù)系統(tǒng)進行GPRS短消息通信和語音通信的功能要求，設置各個任務的優(yōu)先級如表1所示。
結(jié)語
μC/OS-II實時操作系統(tǒng)是開放源代碼且得到實際驗證的軟件平臺，而S3C44BOx具有強大的32位RISC性能，基于此軟件及硬件平臺對GPRS模塊進行設計，能大量減輕研發(fā)任務，提高研發(fā)速度，為在短時間內(nèi)實現(xiàn)GPRS終端系統(tǒng)設計創(chuàng)造良好條件。
參考文獻
1.周航慈，吳光文等，基于嵌入式實時操作系統(tǒng)的程序設計技術(shù)[M]，北京航空航天大學出版社，2006
2.曹莉，基于GPRS網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)膶崿F(xiàn)接口[C]，現(xiàn)場總線與網(wǎng)羅技術(shù)，2006
3.華亮，基于μ C/OS-II的嵌入式系統(tǒng)應用平臺的構(gòu)建[C]，計算機工程，2004年