[發明專利]實現實時操作系統在嵌入式架構下的駐留方法

在審

• 申請號: 202011276637.5
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112416443A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 王宜懷;劉長勇;阮星;汪恒;葉柯陽
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G06F9/4401
• 分類號: G06F9/4401
• 代理公司: 蘇州見山知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32421
• 代理人: 袁麗花

本發明實施例公開了一種實現實時操作系統在嵌入式架構下的駐留方法。該駐留方法首先給出通用嵌入式計算機架構，在通用嵌入式計算機架構下對存儲區域進行分割，實現基本輸入輸出系統到用戶程序的銜接以及操作系統服務接口映射機制，從而有效地降低實時操作系統下應用開發門檻，有效降低嵌入式人工智能與物聯網終端的開發難度。

技術領域

本發明涉及計算機的技術領域，特別是涉及一種實現實時操作系統在嵌入式架構下的駐留方法。

背景技術

RT-Thread是上海睿賽德于2006年開始發布的一款面向嵌入式人工智能與物聯網國產實時操作系統(Real Time Operating System，RTOS)。它基于優先級的可搶占的調度算法，其系統服務包括了線程管理、實時調度管理、中斷管理和系統時鐘管理等，已經在國內逐步推廣應用。目前，很少有人研究如何實現實時操作系統在嵌入式架構下的駐留方法。RTOS的駐留可以實現RTOS與應用程序的物理隔離，對降低RTOS下應用開發門檻十分有益，可以有效降低嵌入式人工智能與物聯網終端的開發難度。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種實現實時操作系統在嵌入式架構下的駐留方法。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種實現實時操作系統在嵌入式架構下的駐留方法。本發明實施例提供的實現實時操作系統在嵌入式架構下的駐留方法采用基本輸入輸出系統與用戶程序的功能分離機制以及Flash、RAM空間劃分原則，設計了RT-Thread系統服務接口的映射方法，以ARM Cortex-M系列的STM32L431微控制器為藍本實現了RT-Thread的駐留。

為了實現上述目的，本發明一實施例提供的技術方案如下：一種實現實時操作系統在嵌入式架構下的駐留方法，包括步驟S1:將基本輸入輸出系統與用戶程序分離，構建出通用嵌入式計算機框架；步驟S2：對存儲空間中的Flash劃分成Flash基本輸入輸出系統部分和Flash用戶程序部分，所述Flash基本輸入輸出系統部分包括中斷向量表段、代碼段、常量段和API向量表段，所述Flash用戶程序部分包括中斷向量表段、代碼段和常量段；步驟S3：對存儲空間中的RAM劃分成RAM基本輸入輸出系統部分和RAM用戶程序部分，所述RAM基本輸入輸出系統部分和RAM用戶程序部分均包括已初始化的全局靜態變量數據段、未初始化的全局靜態變量數據段、堆空間和棧空間；步驟S4：在基本輸入輸出系統中設計用于登記接口函數的入口地址的API向量表，并將所述API向量表固化至所述Flash基本輸入輸出系統部分中的API向量表段內；所述用戶程序讀取所述Flash基本輸入輸出系統部分中的API向量表段的地址而獲取API向量表的內容并對所述內容進行重映射后調用基本輸入輸出系統所提供的操作系統服務接口。

作為本發明的進一步改進，所述API向量表的內容包括接口函數定義，接口函數聲明和接口函數登記。

作為本發明的進一步改進，所述接口函數定義包括函數名、返回值類型、參數和函數體，所述函數聲明包括改接口的函數名、返回值、參數和函數功能說明，所述接口函數登記包括借鑒中斷向量表的定義，對所有的接口函數進行編號，并將函數名按編號有序存放在指定區域中。

作為本發明的進一步改進，步驟S4中所述對所述內容進行重映射后調用基本輸入輸出系統所提供的操作系統服務接口包括步驟：獲取基本輸入輸出系統中API向量表的地址；采用宏定義的方式將所述API向量表的地址記錄映射成函數指針，并且保持函數指針的參數和返回值類型與登記相同。

作為本發明的進一步改進，所述通用嵌入式計算機框架包括硬件和軟件，所述硬件包括MCU硬件最小系統及其功能組件，所述軟件包括基本輸入輸出系統與用戶程序。

作為本發明的進一步改進，所述通用嵌入式計算機框架的啟動流程為：芯片上電后先運行基本輸入輸出系統的程序，再由基本輸入輸出系統的程序跳轉到用戶程序運行。