基于uC／OS-II的MP3文件播放系统设计 02 源代码, 稳定性, 安全性, 操作系统, 接口

samwalton

对大多数移动设备而言，采用公开源代码的操作系统μC／OS-II是最好的选择。μC／OS-II是一个完整、可移植、可固化及可裁减占先实时多任务内核。μC／OS-II大致分为内核、任务管理、时间管理、任务同步与通信、与CPU的接口等5部分，其中任务管理部分与任务操作密切相关，包括任务建立、删除、挂起、恢复等。任务同步与通信部分包括信号邮箱、邮箱队列和时间标志等部分，主要用于任务间的相互联系和对临界资源的访问。
　　4.2 μC／OS-II内核的多任务管理
　　μC／OS-II除了具有良好的稳定性和安全性外，主要是对多任务的管理，可以管理多达64个任务。除了8个白用任务外，用户的应用程序最多可达56个任务。
　　在多任务系统中，内核负责管理各个任务，并且负责任务之间的通信。内核提高的基本服务是任务切换，由实时内核管理。一个任务有5种状态，在任意给定时刻，任务状态一定是这5种状态之一：休眠、就绪、运行、挂起(等待某事件发生)和被中断。
　　μC／OS-II总是进入就绪状态任务中优先级最高的那一个。通过任务级的调度函数OSSched()或者中断级的调度函数OSIntExt()在任务就绪列表OSRdyTb()中查找。在确定优先级最高的就绪态任务后，如果有更高优先级的任务要运行，调用OS_TASK_SW()完成实际的任务切换。
　　4.3 μC／OS-II任务间通信
　　μC／OS-II有3种用于数据共享和任务通信方法：信号量、邮箱和消息队列。信号量是一个二值量或可计数量，用于表示一个或者多个事件的发生。或者用于实现共享资源的互斥访问。任务调用函数OSSemPend()等待一个信号量，用OSSemPost()发送一个信号量。邮箱和消息队列都是μC／OS-II中利用指针变量的通信机制。邮箱中包含一个指针，指向包含了特定"消息"的数据结构，也可把邮箱当作二值信号量实现资源互斥访问。而消息队列可看作是多个邮箱组成的数组，只是它们共用一个等待任务列表。每个指针所指向的数据结构可按具体应用设定。 此系统中含有播放(play)、暂停播放(pause)、停止播放(stop)、音量控制(control volume)、下载音乐(download)5个任务。各任务设置相应任务堆栈和优先级，其中download任务优先级最高，其他4个任务优先级从高到低依次为停止播放(stop-task)、暂停播放(pause-task)、音量控制(control volume-task)、播放(plav-task)。这样在播放(play-task)运行态时，其他任务也能获得CPU控制权，完成播放过程中的其他功能。
　　arm处理器有音频文件解码库，能够有效的解码MP3格式的歌曲，输出16-bit立体声PCM数据。在播放任务play-task中，调用int play(struct audio_play *play)函数播放歌曲，struct audio_play *play是自定义的audio_play类型指针。播放时调用voidwrite_dev()初始化IIS接口和DMA2，以下为实现软件播放的主要代码：

5 运行播放任务时接口初始化

　　在系统开始时，需初始化硬件函数，各接口的初始化根据任务的具体执行要求，设置相应的控制寄存器实现。ARM存储系统中，所有I／O映射为地址空间，易于实现读写操作。其中对UDA1341的初始化需要注意L3控制端口的时序。因为L3控制端口由arm器件的通用PORT控制，需软件编程实现传送控制信息过程中符号L3的时序。
　　实现IIS初始化的主要代码为：

6 结束语

　　本系统充分利用了μC／OS-II的多任务管理和任务通信功能，提出了一种基于EP9315处理器的MP3文件播放系统，支持串口调试和USB接口下载歌曲。由于系统采用UDA1341编解码器件，具有音频输入接口，因此可以扩展系统的录音功能。