ColdFire V2 (MCF52221) RTOS 演示
使用 CodeWarrior 开发工具
[RTOS 移植]

本页面介绍了 FreeRTOS CodeWarrior 移植和演示应用程序， 适用于 V2 ColdFire 核心 （来自 Freescale）。

移植亮点包括完全中断嵌套支持，并且在编写中断服务程序时无特殊编码要求。

移植和演示已预配置以使用：

• MCF52221 ColdFire MCU。
• M52221DEMO 评估板（如果您希望使用替代开发板，我们也提供了使用说明供您参考）。
• 适用于 ColdFire 特别版工具链的免费 CodeWarrior。

重要提示！关于使用 CodeWarrior V2 ColdFire 移植的说明RTOS

1. 源代码组织
2. 演示应用程序
3. 配置和使用详情

源代码组织

ColdFire MCF52221 演示的 CodeWarrior 项目包含在 FreeRTOS/Demo/ColdFire_MCF52221_CodeWarrior 目录下。 请注意，这是一个 项目文件，而不是工作区文件。

演示应用程序

演示应用程序硬件设置

演示应用程序包括中断驱动的 UART 测试，其中一个任务传输字符， 随后另一个任务接收此类字符。为正确操作此功能，必须将环回连接器安装到 M52221DEMO 硬件的 COM 连接器（引脚 2 和 3 必须连接在 9 路连接器上—— 通常情况下，使用回形针便能实现此目的）。

演示应用程序使用内置在评估板上的 LED，因此不需要进一步设置硬件。

功能性

正确执行时，演示设置如下：

• 标为 LED1、LED2 和 LED3 的 LED 由非常简单的“闪光灯”协程控制。各个 LED 以恒定频率闪烁，其中 LED1 频率最高， LED3 频率最低。 协程 从空闲任务挂钩函数内调度。
• 大多数任务不会更新 LED ，因此没有明确迹象表明它们运行正常。 因此，创建了一个“检查”任务，用于确保其他任务中没有检测到任何错误 。检查任务每隔几秒才执行一次，但具有高优先级，因此可以保证在需要时 获得处理时间。如果所有演示任务都按预期执行， 检查任务将每隔 5 秒切换一次标记为 LED4 的 LED。如果在任何任务中检测到错误，切换速率将增加到 500 毫秒 。将环回连接器从 COM 连接器上移除以故意产生错误， 便可以测试该机制。

由于所提供的演示配置了使用中断优先级 1 的RTOS 内核和使用中断优先级 3 的 UART，因此 UART 中断可以嵌套在内核中断中。 允许的嵌套层次越深，消耗的堆栈大小 就越大——需要将 configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 的值设置为 2，以捕获深层嵌套引起的溢出，但该操作应当 仅用于调试目的，因为它会减慢上下文切换操作。演示应用程序默认为每个任务分配 相同的堆栈大小，而不是调整每个堆栈以确保不会浪费 RAM。

构建演示应用程序

1. 打开 CodeWarrior IDE 中的 DemoColdFire_MCF52221_CodeWarriorRTOSDemo.mcp 项目文件（请注意， 需要的是项目文件而不是工作区文件，因此应使用 "File | Open" 菜单项打开，而不是 "File | Open Workspace" 菜单项）。
2. 按 F7 后不出现错误或警告，则项目构建成功。

对微控制器闪存进行编程

1. 从 IDE "Tools" 菜单中选择 "Flash Programmer"，打开闪存编程实用程序。
2. 单击 "Load Settings" 按钮（如下红色高亮显示）以打开 XML 文件列表， 该列表用于描述每个受支持的设备。 选择名为 MCF52221_INTFLASH.xml 的 XML 文件（假设 使用的是 MCF52221 微控制器）。
   
   打开 MCF52221 配置 xml 文件

3. 单击闪存编程窗口中的 "Erase / Blank Check"（如下红色高亮显示）以显示 "Erase" 按钮。
   
   单击 "Erase / Blank Check" 以显示 "Erase" 按钮

4. 单击 "Erase" 按钮，几秒钟后，您将收到一条消息，提示擦除成功。
5. 点击 "Program / Verify" （如下红色高亮显示）以显示 "Program" 按钮。
   
   单击 "Program / Verify" 以显示 "Program" 按钮

6. 单击 "Program" 按钮，几秒钟后，您将会收到一条消息，提示 演示应用程序已正确编程到 ColdFire 闪存中。

启动调试会话

用于启动调试会话的 "Run" 速度按钮

配置和使用详情

RTOS 移植特定配置

• configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 和 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

  请参阅 RTOS 内核配置文档的中断配置章节以了解 这些选项的完整信息。

  configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 设置 RTOS 内核本身使用的中断优先级。 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 设置最高中断优先级， 从中可以调用队列和信号量 API 函数（请注意，只有以 FromISR () 结尾的 API 函数才能从 ISR 调用）。

  configKERNEL_interrupt_PRIORITY 应设置为最低优先级。

  在硬件本身施加的限制范围内，configMAX_SYSCALL_INTRUPT_PRIORITY 以上级别的中断不会被 RTOS 内核关键部分掩盖，因此不受 RTOS内核活动的影响。

  通过演示，演示应用程序将 configMAX_SYSCALL_INTRUPT_PRIORITY 定义为 4 ，并将configKERNEL_INTRUPT_PRIORITY 定义为 1。

每个移植 # 定义 'BaseType_t' 等于该处理器的最有效数据类型。 本移植将 BaseType_t 定义为长整型。

请注意，尚未实现 vPortEndScheduler ()。

编写中断服务程序

/* The __declspec qualifier is used to tell the compiler the function is an ISR. */
__declspec(interrupt:0) void vUART0InterruptHandler( void )
{
unsigned char ucChar;
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE, xDoneSomething = pdTRUE;

  while( xDoneSomething != pdFALSE )
  {
    xDoneSomething = pdFALSE;

    /* Does the tx buffer contain space? */
    if( ( MCF_UART0_USR & MCF_UART_USR_TXRDY ) != 0x00 )
    {
      /* Are there any characters queued to be sent? */
      if( xQueueReceiveFromISR( xCharsForTx, &ucChar, &xHigherPriorityTaskWoken ) 
                                                                      == pdTRUE )
      {
        /* Send the next char. */
        MCF_UART0_UTB = ucChar;
        xDoneSomething = pdTRUE;
      }
      else
      {
        /* Turn off the Tx interrupt until such time as another character
        is being transmitted. */
        MCF_UART0_UIMR = serRX_INT;
        xTxHasEnded = pdTRUE;
      }
    }

    if( MCF_UART0_USR & MCF_UART_USR_RXRDY )
    {
      ucChar = MCF_UART0_URB;
      xQueueSendFromISR( xRxedChars, &ucChar, &xHigherPriorityTaskWoken );
      xDoneSomething = pdTRUE;
    }
  }

  /* If using the xQueueReceiveFromISR() or xQueueSendFromISR() API 
  functions caused to be unblocked, and the unblocked task has a higher priority than 
  the interrupted task, then a context switch should be performed.  
  portEND_SWITCHING_ISR() is used for this purpose. */
  portEND_SWITCHING_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );
}

RTOS 内核使用的资源

RTOS此外，RTOS 内核还需要一个额外的中断向量。 因为使用了中断控制器 0 上的递送矢量 16，而 MCF5222x 上的矢量 16 未由任何外围设备使用，因此作为备用。 RTOS 内核将此向量与中断强制寄存器 0 (INTFRCL0) 结合使用。 出于效率原因， 假设 RTOS 内核具有 INTFRCL0 寄存器的独占访问权限，因此不会尝试保持其状态，尽管 通过使用寄存器上的位集和清除，而非写入整个寄存器，可轻松改变改变此行为。

为了使用户灵活更改矢量分配，PIT0 和矢量 16 配置都在名为 FreeRTOS _tick_setup.c 的文件中执行， 这是用户应用程序的一部分，而非固定 RTOS 内核代码的一部分。

临界区

执行上下文

在抢占式和协同式 RTOS 内核之间切换

编译器选项

内存分配