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uC oS—I1支持下的以太网数据采集系统的设计
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2009-07-09
路过秋天
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针对在嵌入式系统中采用“线性”程序设计方法带来的实时性差和扩展性不高的问题，通过在一个嵌入式数据采集系统中移植嵌入式实时操作系统uC／OS-II，在分析了在实时操作系统uC／OS-II下，确定了系统各个任务的优先级并实现了任务间的相互切换，提高了系统运行实时性和稳定性；数据采集系统移植了传输效率更高的UDP／IP协议栈，实现了系统的网络通信功能；实验表明，数据采集系统在移植了uC／OS-II具有良好的实时性和扩展性并且运行稳定。
近几年来，工业以太网以其开放性和兼容性逐步成为了嵌入式设备组网的一种新趋势。以太网最典型的应用形式是Ethernet十TCP／IP ll 具有这种特性的嵌入式控制器和智能现场仪表可以方便的接入以太控制网络，优势主要表现为：各种设备将有相当高的传输速率(1O～ 100 Mbps)；各设备之间能实现对等访问；实现底层设备的远程监控；设备层与信息管理层能够实现全面的无缝的信息集成； 由于协议的开放性，容易集成其他单元；沿用多年的成熟的以太网技术， 已经存在广泛的设置、维护和诊断工具。
这样的一个嵌入式控制器系统，MCU 可能不仅要同时控制／监视很多外设，实现数据的网络传输，还要具有较好实时性。如果仍采用原来的“线性” 程序设计方法将存在两个问题_2 ：(1)中断信息可能得不到及时响应，这对于实时性要求场合是绝对不允许的， 网络通信方面则会降低系统整体的信息流量。(2)当系统任务多时，要考虑的各种可能情况也多，各种资源如调度不当就会发生死锁，降低软件可靠性，程序编写任务量呈指数增加。RTOS满足了嵌入式应用的复杂化的要求 。
uC／OS—II是一种针对微控制器的实时操作系统，对于大多R0M、RAM 有限而实时性要求较高的系统都是一个比较理想的选择。文中通过对uC／OS—II在MCU 的移植(以TI的MSP430F449为例)，优化了内存管理；同时植入了传输实时性更高的UDP／IP协议栈，实现了控制模块的以太网通信。
近几年来，工业以太网以其开放性和兼容性逐步成为了嵌入式设备组网的一种新趋势。以太网最典型的应用形式是Ethernet十TCP／IP ll 具有这种特性的嵌入式控制器和智能现场仪表可以方便的接入以太控制网络，优势主要表现为：各种设备将有相当高的传输速率(1O～ 100 Mbps)；各设备之间能实现对等访问；实现底层设备的远程监控；设备层与信息管理层能够实现全面的无缝的信息集成； 由于协议的开放性，容易集成其他单元；沿用多年的成熟的以太网技术， 已经存在广泛的设置、维护和诊断工具。
这样的一个嵌入式控制器系统，MCU 可能不仅要同时控制／监视很多外设，实现数据的网络传输，还要具有较好实时性。如果仍采用原来的“线性” 程序设计方法将存在两个问题_2 ：(1)中断信息可能得不到及时响应，这对于实时性要求场合是绝对不允许的， 网络通信方面则会降低系统整体的信息流量。(2)当系统任务多时，要考虑的各种可能情况也多，各种资源如调度不当就会发生死锁，降低软件可靠性，程序编写任务量呈指数增加。RTOS满足了嵌入式应用的复杂化的要求 。
uC／OS—II是一种针对微控制器的实时操作系统，对于大多R0M、RAM 有限而实时性要求较高的系统都是一个比较理想的选择。文中通过对uC／OS—II在MCU 的移植(以TI的MSP430F449为例)，优化了内存管理；同时植入了传输实时性更高的UDP／IP协议栈，实现了控制模块的以太网通信。
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