在S3C44B0上的μCOS-II中实现CAN总线智能节点

在系统越来越复杂，功能越来越强大的今天，嵌入式系统的设计中采用实时多任务 *** 作系统已经成为嵌入式应用设计的主流。μCOS-II是一个开源嵌入式实时 *** 作系统(Real TIme OperaTIng System, RTOS)，它已经被成功移植到各种CPU上。但是基于μCOS-II的应用软件需要在移植 *** 作系统后自行完成。模块化的应用程序设计可以使得嵌入式设计变得更加方便，产品的开发更加迅速。S3C44B0是三星公司生产的一种ARM7芯片，性能强大，在通用嵌入式设计中运用广泛。CAN总线（Control Area Network）是一种有效支持分布式控制和实时控制的现场总线，由于其高性能和高可靠性，CAN总线的应用范围广布过程工业、机器人和机械工业等领域。论文将μCOS-II移植到S3C44B0上，设计开发了基于μCOS-II的CAN通讯模块，与传统的前后台形式的系统相比较，CAN总线在μCOS- II下运行，实时性更容易得到保证，更容易进行功能扩展。

1 S3C44BO简介

S3C44B0是三星公司设计的16/32位RISC处理器，为手持设备等提供一个低成本高性能的方案。S3C44B0提供2.5V ARM7TDMI内核，最高时钟频率66MHz，总线寻址空间达到256M，采用中断矢量表来减少中断延迟，提供30个中断源，支持C语言编程和多任务处理，具有丰富的片内资源：LCD控制器、2路UART、2路DMA、外部存储器控制器、5路带PWM输出的定时器、看门狗、RTC、8路10bit ADC、IIC接口、IIS接口、SIO等等。

2 SJA1000和82C250简介

SJA1000是一种独立CAN控制器，它是PHILIPS公司的PCA82C200 CAN控制器的替代产品。SJA1000具有BasiCCAN和PeliCAN两种工作方式，PeliCAN工作方式支持具有很多新特性的CAN2.0B 协议。SJA1000同时支持11位和29位识别码，位速率最快可达1Mbits/s,时钟频率最高为24MHz，支持PeliCAN模式的扩展功能，如支持一些错误分析功能，支持系统诊断、系统维护、系统优化等。

82C250是PHILIPS公司生产的CAN总线收发器，提供对总线的差动发送和差动接收功能，另外还具有电流限制电路，提供了对总线的进一步保护功能。

3 μCOS-II在S3C44B0上的移植

μCOS-II (micro-controller OS II)是一种开放式的 *** 作系统内核，它是专为微控制器系统和软件开发而设计的占先式的实时多任务 *** 作系统微内核。μCOS-II是一个源码公开、可移植、可固化、可剪裁、具可剥夺性、可确定性的实时多任务 *** 作系统。它的绝大部分代码是用ANSI C语言编写的，只有和处理器相关的不到200行代码是用汇编语言编写，因此可移植性很好，比较容易移植到各种体系的CPU上面。本文中将μCOS-II移植到S3C44B0上面运行，该移植工作主要是三个文件的修改工作：

改头文件OS_CPU.H相关内容，包括：数据类型定义、堆栈增长方向、中断相关的一些宏定义等。

在OS_CPU_C.C中编写任务堆栈初始化函数及系统HOOK函数。

在OS_CPU_A.ASM中编写四个汇编语言函数：OSSstartHighRdy()、OSCtxSw()、OSINTCtxSw()和OSTIckISR()。

完成上述工作后，μCOS-II就可以运行在S3C44B0处理器上了。

4 CAN总线智能节点的软硬件结构

CAN总线是现场总线的一种，它结构简单，通信方式灵活，采用非破坏性仲裁技术，通信采用短帧格式，从而可以形成低成本，高性能，实时性好的通讯系统。

4.1 CAN总线智能节点的硬件结构

用S3C44B0和SJA1000来实现CAN总线节点时，SJA1000采用地址数据复用的数据传输方式，而S3C44B0却采用分开的地址总线与数据总线，因此，不能像51系列单片机和SJA-1000那样直接相连，而必须另想办法。将发送的地址和数据都从数据总线上发出，而用IO口和 nGCSx, nOE, nWE等信号来形成ALE信号和读、写、片选信号接到SJA1000，这样就可以完成S3C44B0和SJA1000的连接，在硬件上形成CAN总线节点，同时为了保证信号不互相干扰，采用光耦6N137来进行隔离。另外，S3C44B0的3.3V信号和SJA1000的5V信号之间需要进行电平转换。