在Nexar上實現基於RTOS51的嵌入式系統

案例1：構建基於RTOS51操作系統的嵌入式軟體工程
在Nexar中創建基於RTOS的嵌入式系統工程，需要創建一個嵌入式工程，其中包括一個用戶配置文件（user.oil），用戶設計源文件（*.c，*.h）；並在系統配置選項中設定編輯，編譯，鏈接及調試環境參數。當修改用戶配置文件（user.oil），系統將會在目標代碼中重建RTOS庫。完成嵌入式系統工程編譯后，TASKING調試器可以利用ORTI協議（OSEK實時介面協議）完成嵌入式系統的實時調試。同時，在Nexar中支持軟體的模擬調試功能。

以下我們將結合一個實例來簡要介紹一下如何在Nexar上實現一個完整的基於RTOS51的嵌入式系統設計過程。
首先：創建一個新的嵌入式系統工程
1、選擇菜單  [menus]File>>New>>Project>>Embedded Project，在工程欄中將會顯示新建的嵌入式系統工程名，選擇菜單[menus]File>>Save Project，在對話框中修改工程名稱，然後Save。在工程欄中選擇File View選項，在工程中將會列出所有屬於當前工程的文件。註：Structure Editor選項用於編輯工程中文件間的鏈接關係。
 
圖1.1 新創建嵌入式系統工程
 
圖1.2工程欄----嵌入式工程
2、在嵌入式系統工程添加用戶配置文件（myrtos.oil）及系統控制源代碼（mymain.c）。選擇菜單[menus]File>>New>>C Source Document 及Text Document；也可以在工程欄中選中嵌入式系統工程名，然後點擊滑鼠，選擇[popups]Add New to Project>>C file 及Text Document。保存文件，重新命名為mymain.c及myrtos.oil。
 
圖1.3 工程欄----創建原理圖
為了便於演示，在這個嵌入式系統工程中僅涉及到了用戶配置文件（myrtos.oil）及系統控制源代碼（mymain.c）兩個文件。實際上，用戶可以根據軟體設計的需要添加函數頭文件及子程序源代碼。在工程建立后，Nexar將自動生成一個 makefile（在本項目中為myrtos.mak），在該文檔中包含了嵌入式系統構架規則；在每次重編譯時，Nexar將會按照makefile中的設定更新嵌入式工程目標代碼。在嵌入式系統工程中RTOS庫的建立是通過OIL文件中的參數設定。

其次：編輯系統應用文檔
1、 在文檔mymain.c中編寫用戶源代碼如下，然後保存；
#include <osek/osek.h>      //OSEK/OSEK.H RTOS51內核系統函數頭文件

DeclareTask(task0);         //申明任務0
DeclareTask(task1);         //申明任務1
DeclareTask(task2);         //申明任務2
DeclareEvent(EV0);          //定義事件0
DeclareEvent(EV1);          //定義事件1
DeclareAppMode(Ap1);        //定義任務運行模式

int main(int argc)
{
    (void)argc;               //系統傳遞參數 argc
    StartOS(Ap1);             //調用系統函數  StartOS()
    return 1;
}

TASK(task0)                   //任務0子程序代碼
{
    EventMaskType event;
    ActivateTask(task1);             //調用任務1子程序
    while(1)
    {
       WaitEvent(EV0 | EV1);         //調用系統事件判定函數 WaitEvent()
       GetEvent(task0,&event);       //調用系統事件傳遞函數GetEvent()
       ClearEvent(event);             //調用系統事件釋放函數 ClearEvent()
       if(event & EV0)
       {
          ActivateTask(task2);        //調用任務2子程序

       }
       else if (event & EV1)
       {
          ActivateTask(task1);        //調用任務1子程序
       }
    }
}

TASK(task1)             //任務1子程序代碼
{
    SetEvent(task0,EV0);
    TerminateTask();
}

TASK(task2)             //任務2子程序代碼
{
    SetEvent(task0,EV1);
    TerminateTask();
}
2、 在文檔myrtos.oil中編寫用戶配置文件，然後保存；
#include <osek/osek.oil>     //OSEK/OSEK.OIL RTOS51內核系統配置文件

CPU myRTOS                                        //構架一個基於RTOS的應用代碼myRTOS
{
    OS StdOS                                      //定義一個基於RTOS的操作系統結構StdOS
    {
    /* All debug switches are enabled */
        STATUS             = EXTENDED;          //
        STARTUPHOOK        = FALSE;/*TRUE;*/  //上電自載入函數使能
        ERRORHOOK          = FALSE;             //錯誤信息函數使能
        SHUTDOWNHOOK       = FALSE;             //關閉函數使能
        PRETASKHOOK        = FALSE;             //預先定義任務調用函數使能
        POSTTASKHOOK       = FALSE;              //已調用任務函數使能
        USEGETSERVICEID    = FALSE;             //用戶收發函數調用使能
        USEPARAMETERACCESS = FALSE;            //
        USERESSCHEDULER    = FALSE;             //用戶任務調用計劃函數使能

    /* tetris does not undergo application resets */
       MULTISTART         = FALSE;               //多任務控制使能
    /* shuts down the system in case of stack overflow */
        STACKMONITOR       = TRUE;              //堆棧監控使能
    /* let us have ORTI information */
       ORTI        = TRUE;           //ORTI協議調用使能（註：運行debug時，需設定為true）
    EVENT    EV0;                                 //定義事件0
    EVENT    EV1;                                 //定義事件1
    APPMODE  Ap1;                                 //定義運行模式
    TASK task0                                    //設定任務0的運行模式
    {
         PRIORITY           =     9;              //優先順序設定1-255，越大表示優先順序高
         SCHEDULE           =     FULL;          //執行任務計劃
         ACTIVATION         =     1;             //激活狀態
         AUTOSTART          =     TRUE {APPMODE=Ap1;};    //自動調用，true表示任務系統自動調用功能使能
         EVENT              =     EV0;           //定義任務中運行的事件
         EVENT              =     EV1;
    };
    TASK task1                                    //設定任務1的運行模式
    {
         PRIORITY           =     5;
         SCHEDULE           =     FULL;
         ACTIVATION         =     1;
         AUTOSTART          =     FALSE;
    };
    TASK task2                                    //設定任務2的運行模式
    {
         PRIORITY           =     5;
         SCHEDULE           =     FULL;
         ACTIVATION         =     1;
         AUTOSTART          =     FALSE;
    };
};
3、設定嵌入式系統工程參數：
 在嵌入式系統設計中通過選擇工程菜單[menus]Project>>Project Options，打開對話框Options for Embedded Project *.PrjEmb(如圖2.1)。在圖2.1右上角的設定選項中選擇TASKING TSK51x/TSK52x；然後，在處理器域中選擇當前嵌入式工程的軟核對象（如TSK51A）。在C編譯域中存儲器模式屬性選中variables in XDATA並使能 allow reentrant function功能框。（註：對初學者而言，可以簡單的通過將所有功能選項設定為系統默認狀態，如圖2.1中紅色標註部分）。
 
圖2.1嵌入式系統參數設定欄
3、 構建用戶應用系統：
在系統菜單[menus]Project>>Compile Embedded Project *.PrjEmb命令，或在工程欄中，滑鼠右鍵點擊當前嵌入式系統工程名（Embedded_Project1.PrjEmb）；OIL文件及RTOS庫將會通過系統集成開發環境編譯、集成、鏈接及定位一些動作生成一個*.abs文檔。就本演示工程而言，在工程構建完成後，在工程目錄下將會出現以下一系列自動生成的文檔：
工程通用文件：g_conf.c/g_isrstrame.c/g_conf_types.h/g_conf.h
用戶配置文件：orti.txt/flag.h
RTOS庫文件：OSEK.lib
工程目標文件：*.abs

4、 調試用戶應用系統：
在獲得一個由系統構建的嵌入式項目目標文件（*.abs）后，Nexar開發工具將可以提供對嵌入式項目的集成在線調試功能，同時也支持模擬調試功能；
首先打開主程序文檔，然後在工程欄中用滑鼠右鍵點擊嵌入式項目工程並在彈出的浮動命令條上選擇simulate命令，接下來通過選擇系統菜單[menus]View>>Workspace Panels>>Embedded>>RTOS命令調出調試信息對話框，從系統菜單中選擇[menus]Debug>>RTOS>>Tasks命令，最後按功能鍵F9，模擬執行嵌入式項目。為了便於觀察項目的運行狀態，在調試信息對話框中可以添加相應的關鍵字或在主程序中設定斷點，如圖2.2。
 
圖2.2嵌入式系統調試界面
5、 以下是調試功能鍵的定義，如圖2.3：
a、執行            F9
b、設定斷點        F5
c、單步執行        F7
d、單步跨越執行    F8
e、停止調試        Ctr+F3
f、調試複位        Ctr+F2
g、執行到游標處    Ctr+F9
 
圖2.3模擬調試功能菜單