1嵌入式实时的操作系统剖析.ppt

嵌入式系统设计与实例开发 ——ARM与?C/OS-Ⅱ 实时操作系统分析 控制工程系火控教研室 ;嵌入式系统;从硬件方面来讲，嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器。 嵌入式微控制器（MCU） 嵌入式DSP处理器（DSP） 嵌入式微处理器（MPU） 嵌入式片上系统（SOC）;嵌入式系统的分类;无操作系统-----有操作系统区别;无操作系统;有操作系统;无操作系统： 1 严格按所规定的顺序执行 2 程序执行的封闭性 3 独占资源,执行过程和结果不受其它程序的影响 4 程序结果的可再现性(结果的确定性) 5 只要初始状态相同,程序多次重复运行,其结果与程序执行速度无关(连续或间断),结果都应相同。 有操作系统：多任务系统可以充分的利用系统资源。;嵌入式操作系统;嵌入式操作系统 Embedded Operating System;常见的嵌入式操作系统;μC/OS-Ⅱ是一种免费公开源代码、结构小巧、具有可剥夺实时内核的实时操作系统。其内核提供任务调度与管理、时间管理、任务间同步与通信、内存管理和中断服务等功能。适合小型控制系统，具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小内核可编译至2KB。抢占式内核。 UClinux则是继承标准Linux的优良特性，针对嵌入式处理器的特点设计的一种操作系统，具有内嵌网络协议、支持多种文件系统，开发者可利用标准Linux先验知识等优势。其编译后目标文件可控制在几百KB量级。无MMU，采用时间片轮番调度算法。 ;?C/OS简介;公开源代码 可移植性（Portable） 绝大部分? C/OS-II的源码是用移植性很强的ANSI C写的。和微处理器硬件相关的那部分是用汇编语言写的。汇编语言写的部分已经压到最低限度，使得? C/OS-II便于移植到其他微处理器上。 ? C/OS-II可以在绝大多数8位、16位、32位以至64位微处理器、微控制器 、数字信号处理器（DSP）上运行。 可固化（ROMable） ? C/OS-II是为嵌入式应用而设计的，这就意味着，只要读者有固化手段（C编译、连接、下载和固化）， ? C/OS-II可以嵌入到读者的产品中成为产品的一部分。 可裁剪（Scalable） 可以只使用? C/OS-II中应用程序需要的那些系统服务。也就???说某产品可以只使用很少几个? C/OS-II调用，而另一个产品则使用了几乎所有? C/OS-II的功能，这样可以减少产品中的? C/OS-II所需的存储器空间（RAM和ROM）。这种可剪裁性是靠条件编译实现的。;占先式（Preemptive） 多任务 ?C/OS-II可以管理64个任务，然而，目前这一版本保留8个给系统。应用程序最多可以有56个任务。 可确定性 全部? C/OS-II的函数调用与服务的执行时间具有可确定性。 任务栈 每个任务有自己单独的栈， ? C/OS-II允许每个任务有不同的栈空间，以便压低应用程序对RAM的需求。 系统服务 ?C/OS-II提供很多系统服务，例如邮箱、消息队列、信号量、块大小固定的内存的申请与释放、时间相关函数等。 中断管理 中断可以使正在执行的任务暂时挂起，如果优先级更高的任务被该中断唤醒，则高优先级的任务在中断嵌套全部退出后立即执行，中断嵌套层数可达255层。 稳定性与可靠性;μC/GUI and μC/FS;μC/OS-II图书;μC/OS-II的各种商业应用;内容提要;特点： 可靠性 实时性 可裁减性;RTOS在嵌入式系统中的位置;实时系统基本概念;实时系统基本概念;实时系统基本概念;实时系统基本概念;实时系统基本概念;实时系统基本概念;实时系统基本概念;实时系统基本概念;中断是一种硬件机制，用于通知CPU有个异步事件发生了。中断一旦被识别，CPU保存部分(或全部)现场(Context)即部分或全部寄存器的值，跳转到专门的子程序，称为中断服务子程序(ISR)。 中断服务子程序做事件处理，处理完成后，程序回到： 1在前后台系统中，程序回到后台程序 2对不可剥夺型内核而言，程序回到被中断了的任务 3对可剥夺型内核而言，让进入就绪态的优先级最高的任务开始运行 中断使得CPU可以在事件发生时才予以处理，而不必让微处理器连续不断地查询(Polling)是否有事件发生。通过两条特殊指令：关中断(Disable interrupt)和开中断(Enable interrupt)可以让微处理器不响应或响应中断。;代码的临界段 代码的临界段也称为