TI MSP430 (MSP430F449) RTOS 移植
适用于 CrossWorks 开发工具
[RTOS 移植]

该移植在 ES449 开发板/原型板 （来自 SoftBaugh）上开发而成（如果您希望使用其他开发板，请参阅此处说明）， 所用工具为 CrossWorks MSP430 编译器 和 SoftBaugh FETP 并行 端口 JTAG 接口。

ES449 是一款基于 MSP430F449 的小型原型板，设计简洁， 可用于轻松访问 MSP430 外设，随附 LCD 显示屏，非常适合调试！ FETP 与 CrossWorks 可无缝连接，速度流畅，使得 ES449 成为易于使用的 开发平台。

FreeRTOS V5.1.0 升级了此移植和演示，允许任务使用 MSP430 的 1 至 3 低功耗模式。

重要提示！CrossWorks MSP430 RTOS 移植使用说明

1. 源代码组织
2. 演示应用程序
3. 配置和使用详情
4. 选择要使用的端口

源代码组织

用于构建 MSP430 FreeRTOS 演示的 CrossWorks 项目位于 Demo/msp430_CrossWorks 目录中。

演示应用程序

功能

其中一个 ComTest 任务会使用板载 LED。 每次串行端口上接收到一个字符时， LED 就切换一次。

演示应用程序可创建 10 项任务，其中包括 9 项标准演示应用程序任务 和 1 项空闲任务。 正确执行时， 演示应用程序表现如下：

• LCD 显示屏上的前三个 '*' 字符受 'flash' 任务的控制。 每个灯 以固定频率闪烁，第一个 “*” 闪烁最慢，第三个 最快。

• 串行端口上收到字符时，原型版中内置的 LED 便会闪烁（请参阅下文“硬件设置”部分）。

• 并非所有的任务都会更新 LCD，因此没有可见的迹象表明它们是否正常运行。 因此，我们创建了一项 'Check' 任务， 旨在确保在所有其他任务中都未检测到错误。

  LCD 显示屏上第五个 “*” 受 'Check' 任务的控制。 每隔三秒种， 'Check' 任务会检查系统中的所有任务，确保它们正确执行，没有出现错误。 然后 切换 '*' 5。 如果 '*' 5 每三秒切换一次， 则说明没有检测到错误。 如果切换频率提高到 500 毫秒，则表示“检查”任务 发现了至少一个错误。

演示应用程序硬件设置

演示应用程序使用 LCD 显示屏代替 LED 灯，因此不需要其他硬件设置。

构建

1. 从 CrossStudio IDE 中打开项目文件 FreeRTOS/Demo/MSP430_CrossWorks/RTOSDemo.hzp。

2. 选择所需构建（调试或发布）。
   
   选择所需构建

3. 从 CrossStudio Project 菜单中选择 "Build Solution"，或直接按 F7。

下载和执行

1. 连接目标板与主机之间的 FETP JTAG 接口。 目标板将通过 FETP JTAG 接口供电，不需要连接 其他电源。

2. 从 CrossStudio Target 菜单中选择 "Connect MSP430 Flash Emulation Tool"。

3. 从 CrossStudio Debug 菜单中选择 "Start Debugging"。 演示应用程序将对 MSP430 闪存 进行自动编程。

配置和使用详情

串行端口驱动程序

此外还应注意，编写串行驱动程序是为了测试部分实时内核功能，而不是 提供优化解决方案。

RTOS 移植特定配置

每个移植都会将 "BaseType_t" 定义为该处理器的最有效数据类型。 本端口将 BaseType_t 定义为短整型。

请注意，vPortEndScheduler() 尚未实现。

使用 MSP430F449 以外的部件

• Source/portable/Rowley/MSP430F449/port.c 中的 prvSetupTimerInterrupt() 负责配置微控制器定时器，以 生成 RTOS tick。
• 端口、内存访问和系统时钟配置由 Demo/MSP430_CrossWorks/main.c 中的 prvSetupHardware() 执行。
• 串行端口驱动程序。
• 寄存器位置定义由文件 msp430x44x.h 提供，该文件位于 Demo/MSP430_CrossWorks/FreeRTOSConfig.h 的顶部。
• RAM 大小：参阅下文“内存分配”部分。

在抢占式和协作式 RTOS 内核之间切换

编译器选项

内存分配

中断服务程序

1. 官方支持的版本，使用 Rowley 编译器提供的扩展程序，完全使用 C 语言实现中断服务程序。
2. 演示所提供的移植，要求中断服务程序具有汇编函数包装器。

方法 1 只需要 C 代码，因此比方法 2 更容易实现。 只有在实际需要上下文切换时，该方法才保存和恢复任务上下文， 因此也更高效。 但是，中断内执行的上下文切换会导致一些处理器寄存器 被保存两次（一次在中断条目上，另一次用于上下文切换）。这意味着与方法 2 相比，使用方法 1 时， 需要为每项任务分配更大的堆栈。

编写 ISR：方法 1

1. 将预处理器宏 configINTERRUPT_EXAMPLE_METHOD 设置为 1。 提供的演示应用程序在 FreeRTOSConfig.h 内定义 CONFIGINTERRUPT_EXAMPLE_METHOD。
2. 使用 __interrupt[ ] 函数限定符，在 C 文件中实现中断服务程序。
3. 如果使用低功耗模式，确保在退出中断服务程序之前，调用 __bic_SR_register_on_exit(SCG1 + SCG0 + OSCOFF + CPUOFF)。
4. 如果中断程序内部需要上下文切换，请使用标准 taskYIELD() 宏。

void vRxISR( void ) __interrupt[ UART1RX_VECTOR ]
{
signed char cChar;
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;

    /* Get the character from the UART and post it on the queue of Rxed
    characters. */
    cChar = U1RXBUF;

    xQueueSendFromISR( xRxedChars, &cChar, &xHigherPriorityTaskWoken );

    if( xHigherPriorityTaskWoken )
    {
        /*If the post causes a task to wake force a context switch
        as the woken task may have a higher priority than the task we have
        interrupted. */
        taskYIELD();
    }

    /* Make sure any low power mode bits are clear before leaving the ISR. */
    __bic_SR_register_on_exit( SCG1 + SCG0 + OSCOFF + CPUOFF );
}

编写 ISR：方法 2

1. 将预处理器宏 configINTERRUPT_EXAMPLE_METHOD 设置为 2。 提供的演示应用程序在 FreeRTOSConfig.h 内定义 CONFIGINTERRUPT_EXAMPLE_METHOD。
2. 提供作为中断处理程序例程安装的汇编函数。 该函数所需的格式如下所示。 请注意，汇编文件必须包含 portasm.h 头文件，才能访问所需的 portSAVE_CONTEXT 和 portRESTORE_CONTEXT 汇编宏。
3. 提供由汇编文件包装器调用的标准 C 函数，以执行实际的中断处理工作。具体请参阅下文示例。
4. 如果中断程序内部需要上下文切换，请使用 portYIELD_FROM_ISR() 宏。

/* Ensure the required header files are included. */
#include "FreeRTOSConfig.h"
#include "portasm.h"

.CODE

/* Example wrapper for the Rx UART interrupt. */
_vUARTRx_Wrapper:

    /* portSAVE_CONTEXT must be the first macro to be called.  This is defined within
    portasm.h. */
    portSAVE_CONTEXT

    /* Following portSAVE_CONTEXT the C portion of the handler can be called. */
    call #_vRxISR

    /* Finally portRESTORE_CONTEXT must be called at the end of the wrapper.  This too
    is defined within portasm.h. */
    portRESTORE_CONTEXT


/******************************************************************/


    /* The wrapper must be installed as the interrupt handler. */

    .VECTORS
    .KEEP

    ORG    UART1RX_VECTOR
    DW    _vUARTRx_Wrapper

    END

/* This is the standard C function called by the assembly file wrapper. */
void vRxISR( void )
{
signed char cChar;
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;

    /* Get the character from the UART and post it on the queue of Rxed
    characters. */
    cChar = U1RXBUF;

    xQueueSendFromISR( xRxedChars, &cChar, &xHigherPriorityTaskWoken );

    /*If the post causes a task to wake force a context switch
    as the woken task may have a higher priority than the task we have
    interrupted. */
    portYIELD_FROM_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );
}