Стивен Барретт - Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

Алгоритм программы на UML для реализации этой функции представлен на рис. 8.24.

Рис. 8.24.Алгоритм UML для функции update_task_status

//******************************************************************

//имя файла: realtime.с

//авторы: Steve Barrett and Daniel Pack

//разработан: 1 июля, 2004

//последняя редакция: 1 июля, 2004

//******************************************************************

//включенные файлы ****************************************

#include <912b32.h>

//функции-прототипы****************************************

void initialize_ports(void); //инициализация портов

void initialize_LCD(void); //инициализация ЖКД

void putchars(unsigned char); //функция поддержки ЖКД - ввести символ

void putcommands(unsigned char); // функция поддержки ЖКД - ввести команду

void delay_5ms(void); //задержка на 5 мс

void delay_100us(void); //задержка на 100 мкс

void update_task_status(unsigned char task, char task_status);

//изменить состояние задачи

//глобальные переменные************************************************

//главная программа****************************************************

void main(void) {

asm(" .area vectors(abs)\n" //inline assembly statement

" .org 0xFFF8\n" //initialize 68HC12 B32 reset vector

" .word 0x8000, 0x8000, 0x8000, 0x8000\n"

" .text");

initialize_ports(); //инициализировать порты

initialize_LCD(); // инициализировать ЖКД

update_task_status(0x00, 'R') ; //изменить состояние задачи

}

//******************************************************************

//initialize_ports: provides initial configuration for I/O ports

//******************************************************************

void initialize_ports(void) {

DDRA = 0xFF; //установить PORTA как выходной - управляющие линии

// демультиплексора

DDRT = 0xFF; // установить PORTT как выходной - состояние задачи

DDRB = 0xFF; // установить PORTB как выходной - порт данных для ЖКД

CTDRDLC = 0xFF; // установить PORT DLC как выходной - сигналы

//управления для ЖКД

DDRP = 0x0F; // установить PORTP[3:0] как выходной, PORT[7:4] как

//входной - для клавиатуры

PORTA = 0xFF; //установить для PORTA все линии декодера высокоомными (Hi-Z)

}

/****************************************************************/

/****************************************************************/

/*update_task_status: изменить состояние конкретной задачи */

/*в соответствии с допустимым переходом (рис. 8.14) */

/****************************************************************/

void update_task_status(unsigned char task, char task_status) {

//установить состояние задачи на выходе порта T

switch(task_status) {

case 'D': //бездействие (D)

PORTT = 0x01;

break;

case 'R': //готовность (R)

PORTT = 0x02;

break;

case 'A': //активность (A)

PORTT = 0x04;

break;

case'W': //ожидание (W)

PORTT = 0x08;

break;

case 'S': // приостановка(S)

PORTT = 0x10;

break;

case 'X': //восстановление (X)

PORTT = 0x20;

break;

}

PORTA = task & 0x7F; /*выбор задачи, активизируйте декодер */

PORTA = 0xFF /*Высокоомный выход (Hi-Z) декодера */

}

/****************************************************************/

/****************************************************************/

В этой главе мы познакомили вас с концепциями операционных систем реального времени. Мы не хотели выбирать конкретные ОСРВ и затем рассматривать их работу. Вместо этого, мы сосредоточились на концепциях, связанных с самими ОСРВ и на ключевых вопросах их применения. Мы рассмотрели терминологию ОСРВ, структуры данных, алгоритмы планирования и затруднения, встречающиеся при разработке этих систем.

1. Barrett S. F, D. J. Pack, С Straley, L. Sircin, and G. Janack. «Real-Time Operating Systems: A Visual Simulator.» Paper presented at the annual meeting of the American Society for Engineering Educations, June 2004.

2. Ganssle, J. «Writing a Real-Time Operating System-Part I: A Multitasking Event Scheduler for the HD64180.» Circuit Cellar Ink (January/February 1989): 41–51.

3. Ganssle, J. «Writing a Real-Time Operating System-Part II: Memory Management and Applications for the HD64180.» Circuit Cellar Ink (March/April 1989): 30–33.

4. Ganssle, J. «An OS in a CAN.» Embedded Systems Programming (January 1994): 1–6. ImageCraft Creations, Inc. «ICC12, ImageCraft С Compiler and Development Environment for Motorola HC12.» 2001.

5. Korsch, J. F., and L. J. Garrett. Data Structures, Algorithms, and Program Style Using С. Boston: PWS-Kent Publishing Company, 1988.

6. Labrosse, J. J. Micro C/OS-II The Real-Time Kernel, 2nd ed. Lawrence, KS: CMP Books, 2002.

7. Lafore, R. The Waite Group's Microsoft С Programming for the PC, 2nd ed. Carmel, IN, Howard W. Sams and Company, 1990.

8. Laplante, P. Real-Time Systems Design and Analysis: An Engineer's Handbook. New York: IEEE Computer Society Press, 1993.

9. Miller, G. H. Microcomputer Engineering, 2nd ed. Englewood Cliffs, NJ: Pearson Education, 1998.

10. Moore, R. How to Use a Real-time Multitasking Kernels in Embedded Systems, Costa Mesa, CA: Micro Digital Associates, 2001.

11. Motorola Inc. «68HC12 M68EVB912B32 Evaluation Board User's Manual.» Motorola Document 68EVB912B32 UM/D, 1997.

12. Motorola Inc. «HC12 M68HC12B Family Advance Information.» Motorola Document M68HC12B/D, 2000.

13. Pack, D. J., and S. F. Barrett. 68HC12 Microcontroller: Theory and Applications. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2002.

1. Что такое — ОСРВ?

2. Что называется задачей в системах реального времени?

3. Что такое контекст задачи? Приведите конкретные примеры содержимого контекста задачи.

4. Опишите действия, которые ОСРВ должен выполнить относительно задачи.

5. Что такое — ядро ОСРВ? Какими основными свойствами оно должно обладать?

6. Каковы различия между глобальной и локальной переменной?

7. Что понимается под динамическим распределением памяти?

8. Какая память (RAM, ROM, и т.д.) используется при динамическом распределении памяти? Объясните почему.

9. Опишите следующие структуры данных. Где они обычно используются:

• Структура/запись;

• Список с указателями;

• Очередь;

• Круговая очередь;

• Стек.

1. Объясните различие между жесткой, твердой, и мягкой системами в режиме реального времени. Приведите пример для каждой из них.

2. Сравните динамическую память со стеком. Где они обычно размещаются в системе памяти? Почему?

3. Каких методов программирования нужно избегать, чтобы сохранить память RAM? Почему?

4. Определите каждое из различных состояний, в которых может находиться задача. Во скольких состояниях задача может находиться одновременно?

5. Что такое — управляющий блок задачи (TCB)? Из чего он должен состоять? Какая структура данных была бы хорошим выбором для TCB? Почему?

6. Какова функция диспетчера/планировщика в ядре ОСРВ? Определите каждый из различных алгоритмов планирования и их свойственные им преимущества и недостатки.

7. Что такое конкуренция? Как это происходит? Как этого избежать?

8. Что такое повторная входимость? Как это происходит? Как это предотвратить?

9. Что понимается под отказоустойчивой работой ОСРВ? Почему — это проблема является критичной при разработке ОСРВ?

10. Управляемая прерыванием ОСРВ должна быть выполнена на 68HC12. Вы решили, что система всегда должна отвечать на прерывания с более высоким приоритетом, когда они происходят. Как это может быть выполнено? Вспомните, что 68HC12 автоматически отключает систему прерывания при ответе на прерывание, Подсказка: Посмотрите описание команд CLI и SEI ассемблера 68HC12.