RL-ARM: RL-ARM User's Guide
RL-ARM
实时库用户指南
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RL-ARM™
用户指南包含关于
RealView
®
实时库构成的细节信息。
本手册包含以下几章：
n
RL-RTX
描述了RL-ARM实时操½系统的结构，包括任务优先级、上下文切换、单个CPU下如½管理多个任务以及
在RL-RTX中用到的其他一些
RTOS特性。
RL-FlashFS
描述了
RL-ARM中Flash文件系统的结构，包括文件创建、保存、读取以及在标准的flash，RAM或
是存储卡设备中修改文件。
RL-TCPnet
描述了RL-ARM中TCP/IP协议栈组的结构，包括多种TCP/IP特性，以及帮助½创建可以联½的嵌入
式运用程序。
RL-CAN
描述了RL-ARM中CAN设备的结构，包括如½采用RTX内核建立CAN运用程序。
Example Programs
列举了一些RL-ARM例程以及描述如½对其进行测试。
Library Reference
描述了在
RL-ARM所有的库程序。
Appendix
包含
µVision®
调试对话框，以及术语表。
n
n
n
n
n
n
RL-ARM
支持基于ARM的微控制器，是对RealView
MDK-ARM™
开发工具的补充。
注意：
n
RealView® MDK-ARM开发工具包中并不包括RL-FlashFS、RL-TCPnet,以及RL-CAN
，这些只在RL-ARM
独
立的产品中可以找到。
修订历史
n
n
n
n
n
n
n
2006.11:
增加对SD/MMC
Flash
存储卡
的支持。
2006.11：
将所有的½数描述移到库参考单元。
2006.10:
初始对接½络。
2005.10:
增加
互斥½, 堆栈校验,
Flash
文件系统,
以及
CAN驱动。
2005.6:
第二次修订
2005.2:
第一次修订
2004.11:
初始版本
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RL-RTX
RTX内核是一个实时操½系统(RTOS)，可以同时运行多½数或是任务。在嵌入式运用中这是非常有用的。½然也可
以不用RTOS开发实时程序不需要，例如通过循环执行一个或多个任务。½有像RTX这样的实时操½系统，可以解决众多的
调度、维护、定时等问题。
RTOS
可以自由地调度系统资源，比如CPU和内存，并且提供一种任务间通信机制。
RTX内核是一个强大的实时操
½系统，可以很容易地½用和运行基于
ARM7TDMI、ARM9或是 Cortex-M3 CPU
内核的微控制器。
RTX程序½用标准的C结构编写，运用RealView®
编译器进行编译。RTX.H 头文件定义了RTX½数以及宏，可以让
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2010-7-21
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½松地声明任务并达到RTOS所有特性。
在新工程中½用RTX内核
将通过一步步的介绍让读者了解怎样创建RTX运用程序。
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概述
RTX内核可以½松地½用实时执行器，该实时执行器为基于ARM CPU核的微控制器提供。RTX内核提供了一组C½数以及C
宏，可以让开发者½用在CPU中并行运行的任务去创建实时运用程序。
这个部分提供了RTX内核基本的信息，列出了时钟信息，以及解释了并行执行任务的概念。
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功½描述
RTX的基本功½就是开始和停止任务（进程），除此之外还支持进程通信，例如任务的同步、共享资源（外设或内
存）的管理、任务之间消息的传递。
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基本½数
开发者可以½用基本½数去开启实时运行器，去开始和终结认为，以及去传递任务间的控制（½½调度）。开发者可以赋予
认为优先级。½在就绪队列中有多个任务的时候，RTX内核通过执行优先级来确定下一个运行的任务（强占调度）。
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进程通信
RTX提供了几种不同的进程通信方法：
n
事件标志
事件标志是实现进程同步的主要方法，每个进程有16个事件标识可供½用，所以最多½等待16个不同的事件。也可以
同时等待多个事件标志，这种情况下，如果这些事件标志是与的关系，那么这些事件标志必须½被½½后该进程才½继续运
行；如果这些事件标志是或的关系，那么这些事件标志中的一个或几个被½½后该进程就可以继续运行。
事件标志也可被ARM中断功½½½。在这种机制下，通过½用ARM中断½数设½任务等待的标志，可以½异步的外部事
件和RTX核的任务同步。
n
信号量
在多任务实时操½系统中，需要特别的方法访问共享资源。否则，这些任务对共享资源的同时访问可½会导致数据的
不一致或外设的错误操½。
解决访问临界资源问题的主要方法是信号量。信号量是包含了虚拟标志的½件对象。内核将标志给第一个请求的任
务。在任务将其返回给信号量之前，没有其他的任务可以获取这个标志。只有拥有标志的任务才½访问公共资源，这就阻止
了其他的任务访问和扰乱公共资源。
½信号量的标志不可用时，访问它的进程将被挂起，一旦标志被返回，这个进程就会被唤醒。为了解决错误的等待条
件，必须引入超时机制。
n
互斥量
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互斥量是解决进程同步问题的另一种方法。它们用½对临界区的访问控制，只有拥有互斥量的进程才½访问临界区，
其他试图访问临界区的进程将被阻塞。
n
信箱
有时进程之间需要交换消息，这在½络中是很常见的，例如TCP-IP、UDP、ISDN等。
消息就是包含协议消息或帧的内存块的指针，这样的内存块可以动态的分配和提供给用户。为了防止内存泄漏，用户
有责任正确地分配和回收内存块。
如果接收进程访问信箱中的消息不存在，它将被挂起，直到该消息被发送进程发送到信箱中，该被挂起的接收进程才
会被唤醒。
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技术规范
描述
支持的进程数
支持的信箱数
支持的信号量数
支持的互斥量数
支持的信号量数
支持的用户定时器数
RAM
要求
代码要求
硬件要求
用户进程优先级
进程切换的时间
中断停止时间
RX Kernel
最多256
无限制
无限制
无限制
每个进程16个
无限制
最少500字节
小于5
K字节
一个或多个片上时钟可用
1 - 255
小于5µsec
@60MHz, 0 ws.
小于1.8
µsec
@60MHz, 0 ws
注意
n
n
n
n
无限制是说不受RTX核操½系统的限制，½是要受到系统内存资源的限制；
RTX核的默认配½是：10个任务、10个用户定时器、禁止栈的检查；
这里的“信号”就是事件的意思；
RAM的限制是由并发执行的进程数来决定的。
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时序规格
½数
初始化系统(os_sys_init),
启动进程
创建定义的进程，没有进程切换
创建定义的进程，切换进程
撤消进程(通过os_tsk_delete)
进程切换(通过os_tsk_delete_self)
进程切换(通过os_tsk_pass)
进程切换(upon
set event)
时间性½
36.3
12.9
14.6
5.9
8.8
4.6
7.3
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进程切换(upon
sent semaphore)
进程切换(upon
sent message)
设½时间(没有进程切换)
发送信号量
(没有进程切换)
发送消息(没有进程切换)
获得进程标识符
(os_tsk_self)
IRQ中断服务子程序的中断响应时间
IRQ中断服务子程序的最大等待时间(lockout)
IRQ中断服务子程序的最大中断延迟 (response + lockout)
5.5
6.1
2.5
1.9
2.8
1.0
0.4
2.2
2.6
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注意
n
n
n
这里的时间数据是在LPC21xx上执行的结果，系统时钟为60MHz，单½是µs，代码在处理器的内部Flash中执行；
这些时间数据由µVision3调试器和SARM.DLL½件仿真器(1.50e版本)测得的。
中断服务子程序及调用中断服务的程序½由RealView编译器编译。在不½用RTX核时，RVCT快速中断程序也有同
样的中断响应时间。Interrupt
response for ISRs includes the ISR prolog as generated by RealView
Compilation Tools. The RVCT fast interrupt procedures have the same interrupt response time
without the RTX kernel.
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怎样½用RTX内核
处：
RTX核的实时响应是基于多任务并发执行的思想，将系统必须响应的任务被分成几个更小的任务，这样做有许多½
n
n
n
n
n
n
n
现实世界的事件通常是由并发事件组成的，这种模式可以被映射到½件中；
不同的事件在需要时可随时发生，将一个任务分割成可以独立执行的进程，½得这种情况可以实现；
任务的优先级是可改变的；
一个大的模块可以分割成几个小的模块，这样做有利于程序的理解及模块的管理；
通过将一个½件分割成独立的几个部分可减小系统的复杂性，同时减少错误的发生，½测试更容易；
系统的扩展更加容易，只需要在系统中增加任务就可以实现；
RTX核的实时性为实时应用程序提供了许多方便，例如可以提供一个½的中断处理、任务的周期性响
应及等待½数的时限等。
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第一个RTX运用程序
这部分给出了一个非常简单的½用RTX核的应用程序例子。
这个应用程序有两个任务，
task1和task2，这两个任务
必须在一定的时间（如50ms）后重复执行，½task1执行完后暂停20ms，然后继续执行task2。
现在，一步一步构建这个应用程序。
1.
将操½代码写入到task1和task2中。
在RVCT中½用C语言的扩展关键字_task声明这两个任务。
void task1 (void) __task
{
.... place code of task 1 here ....
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}
void task2 (void) __task
{
.... place code of task 2 here ....
}
2.
运行任务之前启动实时运行器，然后，在C程序的main()½数中调用os_sys_init()
½数。
将任务ID½为一个参数传递到os_sys_init½数中，½程序运行时就直接执行task1。
首先执行rask1。在task1执行时调用
os_tsk_create
创建task2。
void task1 (void) __task
{
os_tsk_create (task2, 0);
.... place code of task 1 here ....
}
void task2 (void) __task
{
.... place code of task 2 here ....
}
void main (void)
{
os_sys_init (task1);
}
3.
将操½写入到死循环中，不可预知地重复执行两个程序。
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首先，系统½数
os_dly_wait()
任务暂停几个系统时间间隔。RTX核通过对ARM处理器片上定时器的编程来实
现系统定时器，默认情况下，系统间隔10ms，½用0号定时器，不过这可以调整。
系统½数
os_evt_wait_or
的½用是用于让task1等待task2完成，而
os_evt_set½用是传送信号给task2。
这个例子中½用的是3号事件标志。task2必须在task1完成20ms之后才½启动。同样的½数可以在task2等待task1以
及传送信号给task1时½用。以下列举了运行RTX例程所有的要求：
/* Include type and function declarations for RTX */
#include "rtl.h"
/* id1, id2 will contain task identifications at run-time */
OS_TID id1, id2;
/* Forward declaration of tasks. */
void task1 (void) __task;
void task2 (void) __task;
void task1 (void) __task
{
/* Obtain own system task identification number */
id1 = os_tsk_self();
/* Create task2 and obtain its task identification number */
id2 = os_tsk_create (task2, 0);
for (;;)
{
/* ... place code for task1 activity here ... */
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RF/无线
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