真正的實(shí)時操作系統(tǒng)，如何用51單片機(jī)來構(gòu)建？

　　目前，大多數(shù)的產(chǎn)品開發(fā)是在基于一些小容量的單片機(jī)上進(jìn)行的。51系列單片機(jī)，是我國目前使用最多的單片機(jī)系列之一，有非常廣大的應(yīng)用環(huán)境與前景，多年來的資源積累，使51系列單片機(jī)仍是許多開發(fā)者的首選。針對這種情況，近幾年涌現(xiàn)出許多基于51內(nèi)核的擴(kuò)展芯片，功能越來越齊全，速度越來越快，也從一個側(cè)面說明了51系列單片機(jī)在國內(nèi)的生命力。

　　多年來我們一直想找一個合適的實(shí)時操作系統(tǒng)，作為自己的開發(fā)基礎(chǔ)。根據(jù)開發(fā)需求，整合一些常用的嵌入式構(gòu)件，以節(jié)約開發(fā)時間，盡最大可能地減少開發(fā)工作量;另外，要求這個實(shí)時操作系統(tǒng)能非常容易地嵌入到小容量的芯片中。畢竟，大系統(tǒng)是少數(shù)的，而小應(yīng)用是多數(shù)而廣泛的。顯而易見，μC／OS—II是不太適合于以上要求的，而Keil C所帶的RTX Tiny不帶源代碼，不具透明性，至于其FULL版本就更不用說了。

　　1 Keil C51與重入問題

　　說到實(shí)時操作系統(tǒng)，就不能不考慮重入問題。對于PC機(jī)這樣的大內(nèi)存處理器而言，這似乎并不是一個很麻煩的問題，借用μC／OS—II RTOS的說法，即要求在重入的函數(shù)內(nèi)，使用局部變量。但5l系列單片機(jī)堆?？臻g很小，僅局限在256字節(jié)之內(nèi)，無法為每個函數(shù)都分配一個局部堆空間。正是由于這個原因，Keil C51使用了所謂的可覆蓋技術(shù)：

　?、倬植孔兞看鎯υ谌?a href="http://ttokpm.com/tags/ram/" target="_blank">RAM空間（不考慮擴(kuò)展外部存儲器的情況）;

　　②在編譯鏈接時，即已經(jīng)完成局部變量的定位;

　　③如果各函數(shù)之間沒有直接或間接的調(diào)用關(guān)系，則其局部變量空間便可覆蓋。

　　正是由于以上的原因，在Keil C51環(huán)境下，純粹的函數(shù)如果不加處理（如增加一個模擬棧），是無法重人的。那么在Keil C5l環(huán)境下，如何使其函數(shù)具有可重人性呢？下面分析在實(shí)時操作系統(tǒng)下面，任務(wù)的基本結(jié)構(gòu)與模式：

　　vold TaskA（void*ptr）{

　　UINT8 vaL_a;

　?。渌恍┳兞慷x

　　do{

　　／／實(shí)際的用戶任務(wù)處理代碼

　　}while（1）;

　　}

　　void TaskB（void*ptr）{

　　UINT8 vaLb;

　?。渌恍┳兞慷x

　　do{

　　Funcl（）;

　?。渌麑?shí)際的用戶任務(wù)處理代碼

　?。﹚hile（1）;

　　void Funcl（）{

　　UlNT8 v al_fa;

　?。渌兞康亩x

　?。瘮?shù)的處理代碼

　　}

　　在上面的代碼中，TaskA與TaskB并不存在直接或間接的調(diào)用關(guān)系，因而其局部變量val_a與val_b便是可以被互相覆蓋的，即其可能都被定位于某一個相同的RAM空間。這樣，當(dāng)TaskA運(yùn)行一段時間，改變了val_a后，TaskB取得CPU控制權(quán)并運(yùn)行時，便可能會改變val_b。由于其指向相同的RAM空間，導(dǎo)致TaskA重新取得CPU控制權(quán)時，val—a的值已經(jīng)改變，從而導(dǎo)致程序運(yùn)行不正確，反過來亦然。另一方面，F(xiàn)uncl（）與 TaskB有直接的調(diào)用關(guān)系，因而其局部變量val_fa與val_b不會被互相覆蓋，但也不能保證其局部變量val_fa不會與TaskA或其他任務(wù)的局部變量形成可覆蓋關(guān)系。