基于ARM的嵌入式系统设计-UCOS.ppt

基于ARM的嵌入式系统设计 uC/OS-Ⅱ介绍 主要内容 uC/OS历史 内核结构-任务以及调度机制 uC/OS的移植 什么是uC/OS u: Micro C:control uC/OS : 适合于小型控制系统的操作系统 小巧 实时性强 可移植性强 uC/OS历史 作者Jean J. Labrosse利用业余时间完成 最初的一篇介绍文章在《Embedded System Programming》1992年5月到6月期上连载，这是内核源代码的首次曝光。 1993年《实时内核uC/OS》出版 uC/OS 历史 uC/OS-II是一种基于优先级的可抢先的硬实时内核。 目前已经被移植到４０多种不同结构的CPU上,运行在从８位到６４位的各种系统之上。 通过了美国FAA认证,可以运行在诸如航天器等对安全要求极为苛刻的系统之上。 主要内容 uC/OS历史 内核结构-任务以及调度机制 uC/OS的移植 任务 同一时刻只有一个任务在运行 每个任务被赋予一定的优先级 每个任务都有自己的一套CPU寄存器和自己的栈空间。 任务控制块 任务 任务 任务的数据结构—任务控制块 任务控制块 OS_tcb，包括任务堆栈指针，状态，优先级，任务表位置，任务链表指针等。 所有的任务控制块，放在任务控制块数组中，并且连接成链表。 任务的状态 休眠态 就绪态 运行态 挂起态 被中断态 任务调度 uC/OS是占先式实时多任务内核，优先级最高的任务一旦准备就绪，则拥有CPU的所有权开始投入运行。 uC/OS中不支持时间片轮转法，每个任务的优先级要求不一样且是唯一的，所以任务调度的工作就是：查找准备就绪的最高优先级的任务并进行上下文切换。 任务就绪表 任务就绪 根据优先级确定就绪表 假设优先级为12的任务进入就绪状态，12=1 100b,则 OSRdyTbl[1]的第4位置1，且OSRdyGrp的第1位置1，相应的 数学表达式为: OSRdyGrp |=0x02； OSRdyTbl[1] |=0x10; 而优先级为21的任务就绪21=10 101b，则OSRdyTbl[2]的第5位置1，且OSRdyGrp的第2位置1,相应的数学表达式为： OSRdyGrp |=0x04； OSRdyTbl[2] |=0x20; 任务就绪 从上面的计算我们可以得到:若第n位置1，则应该与2n 相或。uC/OS中，把2n的n=0-7的8个值 先计算好存在数组OSMapTbl[7]中,也就是： OSMapTbl[0] =20=0x1; OSMapTbl[1] =21=0x2; ? …… OSMapTbl[7] =27=0x80; 任务就绪 利用OSMapTbl，通过任务的识别号-优先级prio来设置任务在就绪组和就绪表数组中相应位置的数学式为： OSRdyGrp |=OSMapTbl[prio3]; OSRdyTbl[prio3] |=OSMapTbl[prio 0x07]; 假设优先级为12，1 100b OSRdyGrp |=0x02； OSRdyTbl[1] |=0x10; 确定最高优先级任务 两个关键: 优先级数分解为高三位和低三位分别确定； 高优先级有着小的优先级号 ； 确定最高优先级任务 通过OSRdyGrp值确定高3位，假设为0x24=100 100b, ---〉 OSRdyTbl[2] 和OSRdyTbl[5]，高优先级为2 通过OSRdyTbl[2]的值来确定低3位， 假设为0x12=010 010b ，---〉第2个和第5个任务，取高优先级第2个 ----〉17 确定最高优先级任务 查表法 具有确定的时间，增加了系统的可预测性，uC/OS中所有的系统调用时间都是确定的 High3 =OSUnMapTbl[OSRdyGrp]; Low3 =OSUnMapTbl[OSRdyTbl[High3]]; Prio =(Hign33)+Low3; 查表 INT8U const OSUnMapTbl[] = { 0, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 6, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2,