摘 要：隨着嵌入式系統產品漸漸完善，並在全世界各行業得到廣泛應用，通過移植嵌入式操作系統，計算機可以更好地管理內存，並且在很大程度上提高系統的實時性。文章主要介紹了μCOS-Ⅲ操作系統在基於ARM Contex-M3爲內核的STM32處理器的移植要點，並且實現了源碼公開的嵌入式實時操作系統μCOS-Ⅲ在STM32處理器上的成功移植。
關鍵詞：μCOS-Ⅲ；STM32處理器；移植
引言
隨着人類社會經濟的不斷髮展，科研領域不斷的拓寬，嵌入式系統產品漸漸完善，並在全世界各行業得到廣泛應用。通過移植嵌入式操作系統，計算機可以更好的管理內存，並且在很大程度上實現了系統的實時性。μCOS-Ⅲ作爲一個微型實時操作系統，包括了一個操作系統最基本的特性，使用匯編語言和C語言編寫的μCOS-Ⅲ的構思巧妙，結構簡潔精煉，可讀性很強，作爲一個源碼開放的嵌入式操作系統，用戶只要做很少的工作就可以把它進行移植和維護。
1.1 實時操作系統μCOS-Ⅲ
μCOS-Ⅲ是一個可以基於ROM運行的、可裁減的、搶佔式、實時多任務內核，具有高度可移植性。所謂的移植，在一個平臺環境能夠成功運行的程序，將它搬運到另一個平臺環境，並且使其成功運行。發展至今的μCOS-Ⅲ，特別適合於微處理器和控制器，並且已經移植到近40多種處理器體系上，涵蓋了從8位到64位的各種CPU。
μCOS-Ⅲ源碼可分爲：與應用程序相關的文件、與計算機硬件相關的文件和系統內核的各種服務文件。用戶在移植時，需要對與計算機硬件相關的文件進行修改：如OS_CPU.H文件，OS_CPU_文件和OS_CPU_C.C文件。而系統內核的各種文件，如：OS_CORE.C、OS_FLAG.C、OS_MBOX.C、OS_MUTEX.C等，與應用程序相關的文件：INCLUDES.H和OS_CFG.H則不需要修改。
ST公司針對STM32提供了STM32庫作爲函數接口，使得開發人員得以脫離最底層的寄存器操作，有開發快速、易於閱讀、維護成本低等優點。
2 μCOS-Ⅲ的移植
2.1 修改OS_CPU.H文件
μCOS-Ⅲ的內核使用一個週期時鐘中斷，以計算任務延時時間和進行任務調度，在STM32中，這樣的時鐘中斷正適合由SysTick來提供。因爲OS_CPU_SysTickHandler（）函數與STM32庫所提供的stm32F10x_it.c文件中的SycTick_Handler（）函數功能一樣，都是使用SysTick的中斷處理，所以我們採用SycTick_Handler（）函數。因此，相應的對於OS_CPU.H文件的操作是：註釋掉OS_CPU_SysTickHandler（）和OS_SysTickInit（）函數的聲明。
2.2 修改OS_CPU_C.C
OS_CPU_SysTickHandler（）和OS_CPU_SysTickInit（）函數的定義在OS_CPU_C.C文件中，由於我們採用了STM32官方庫提供的函數來對SysTick進行中斷處理，所以我們要把OS_CPU_C.C的OS_CPU_SysTickHandler（）和OS_CPU_SysTickInit（）這兩個函數註釋掉。
2.3 修改OS_CPU_文件
我們下載的μCOS-Ⅲ移植工程是在官方的IAR編譯環境下建立的，IAR在彙編的語法方面和我們使用的MDK編譯器有一點區別，所有我們對彙編文件的部分指令做如下修改：在OS_CPU_文件中，將原來的PUBLIC指令改爲EXPORT，它們是等價的。（見表1）
2.4 修改CPU_文件
在CPU_彙編文件中，仍有因編譯環境的不同而引起的錯誤，修改的方法同修改OS_CPU_文件一樣，將原來的PUBLIC指令改爲EXPORT。除此之外，在CPU_文件中某些標號帶有冒號，如“CPU_CntLeadZeros：”、“CPU_RevBits：”、
“CPU_WaitForInt：”和“CPU_WaitForExpect：”，爲了適應編譯環境，需要將其中的冒號去掉。
2.5 修改STM32F10X_IT.C文件
我們可以看到，在SysTick的函數中調用了3個函數，它們都是μCOS源碼定義的函數，其基本功能如下：
（1）OSIntEnter（）函數，對用於表示中斷嵌套層的變量OSIntNesting加1，它與OSIntExit（）函數成對出現，在進入中斷服務函數時，都應該包含這兩個函數，中斷服務的內容位於這兩個函數之間。
（2）OSIntExit（）函數，除了對嵌套層數OSIntNesting減1表示退出中斷外，還具有任務調度功能。
（3）OSTimeTick（）函數主要工作是對系統統計事件的變量OSTime加1，另外，它還會遍歷所有任務，對延時任務的時間減1。
至此，我們對μCOS的源碼針對編譯環境做了修改，將SysTick中斷修改到STM32所提供的32F10X_IT.C文件後，就基本完成了μCOS的移植了。
3 系統測試
我們現在需要對移植好的代碼做一個簡單的測試，通過編寫流水燈任務來驗證移植的成功。流水燈任務的部分代碼如表3：
運行後我們發現實驗板的流水燈按照循環的方式一直閃爍，驗證了μCOS-Ⅲ在STM32處理器核上的成功移植。
4 結束語
作爲一個成熟的嵌入式操作系統，μCOS-Ⅲ已經被廣泛移植於各種體系的微型處理器上了。在嵌入式技術高速發展的今天，基於ARM爲內核的微處理器憑藉ARM優秀的體系結構被運用於各種行業。通過研究μCOS-Ⅲ的移植，可以使得它在更廣泛的平臺得到應用，更促進嵌入式技術的發展。
參考文獻
[1]任哲.嵌入式操作系統基礎μC/OS-II和Linux（第2版）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2011.
[2]野火開發板配套資料.μC/OS-Ⅲ在STM32的移植詳解[Z].
[3]Joseph Contex-M3 權威指南[M].宋巖，譯.北京：北京航空航天大學，2009.
[4]許倫輝，修科鼎.基於ARM處理器的μCOS-II移植[J].科技廣場，2010.
[6]鄧中亮，何雙亮.基於ARM的嵌入式操作系統μC/OS-II的移植研究[J].計算機技術與發展，2007.
