基于時代民芯SoC的MXT?RTOS51實時系統

　　MXT8051性能簡介

　　MXT8051是北京時代民芯科技有限公司的一款高速單指令周期8051為核的SoC，集成有豐富的片上資源，包括大容量存儲空間32kBFlash和1kB XRAM ;數字部分包括3路PWM、串口UART、看門狗WDT、2個16位Timer、5個外部中斷源、RTC時鐘、內部OSC和外部時鐘可選等模塊;模擬部分包括4通道2kHz 10位AD轉換器、可編程增益放大器(PGA)、2個軌對軌 OP放大器、0.64V和0.98V參考電壓源輸出等模塊;此外還集成了4com*36seg LCD驅動器。

　　MXT8051豐富的片上資源以及大容量存儲空間32kBFlash和1kB XRAM能夠滿足實時系統代碼裝載和系統對片外數據存儲器的容量要求。雖然該MCU內部RAM僅有128Bytes、也無非易失性存儲器，但量身定制的MXT•RTOS51仍能流暢運行，為其在嵌入式系統中的推廣應用提供了良好的軟件開發平臺。

　　實時多任務操作系統的應用趨勢

　　單片機系統的軟件變得越來越復雜，尤其是在多任務系統中。采用編程語言在硬件上直接編寫的前后臺方式的單片機軟件，穩定性差和軟件維護困難的缺點早已成為業內共識。這種經典的開發方法，越來越難以適應單片機技術發展的需求。

　　單片機面對的是瞬息萬變的市場需求，如何快速實現目標系統的商業化開發，要解決的是技術開發速度和產品穩定性這似乎向悖的難題。有數據表明，在單片機產品開發中平均有50%以上的時間花在了軟件代碼的開發上。

　　據此，從技術與市場現狀出發，應用多任務實時操作系統(RTOS)作為嵌入式產品的軟件開發平臺正逐步成為嵌入式應用技術的主流。

　　MXT•RTOS51的特點

　　MXT•RTOS51發揮了MXT8051以8051為核、高集成度SoC的這個特征。一方面作為兼容51系列單片機的RTOS，首先是屬于占先式、可固化、可管理16個用戶任務的小型化實時操作系統。另一方面它支持片上資源，把這些資源看作一般RTOS中的板上設備，并仿照板上設備提供了類似的板級支持包BSP。除此以外，MXT•RTOS51的移植中還針對處理器MXT8051特點，在以下幾點做了特別處理。

　　任務棧

　　MXT8051的架構決定只有少量的內部RAM可以用作堆棧，MXT•RTOS51通過搬移RAM的方式把所有空閑的RAM分配給當前任務作堆棧，即以時間換空間的方法防止在較多用戶任務運行時任務棧的溢出。這種方式會增加少量的CPU時間開銷，但這對高速單周期的MXT8051來說實在不成問題。

　　任務間通訊

　　任務之間的通訊通過消息來傳遞，為節省內存，MXT•RTOS51的消息是個字節變量。變量取值范圍為0～255，含義由用戶任意解釋。使用消息前必須先在Os_cfg.h中把EN_OS_Q配置成1，并建立消息隊列，消息隊列建立在XRAM中。

　　共享資源

　　嵌入式系統中的軟、硬部件都有可能成為一個以上用戶任務的共享資源，如鍵盤、顯示器、E2PROM甚至一個變量等。共享資源的使用必須滿足互斥條件，常規的方法是通過信號量辨析來獲得這些資源的使用權。為減少內存消耗，MXT•RTOS51當前版本沒有引入信號量，這就要求使用共享資源的時候要特別小心，防止數據遭到意外的破壞。

　　MXT•RTOS的板級支持包

　　板級支持包的作用

　　板級支持包BSP，是介于目標板硬件和操作系統之間的中間層軟件，屬于操作系統的一部分。主要目的是為了支持操作系統，使用戶任務的代碼呈現與硬件的無關性，以簡化軟件的編寫、升級與維護。MXT•RTOS51的BSP包含了對片上資源(SoC)和板上資源(SoB)的共同支持。