TRXC 51.doc

摘要：简要介绍RTX51 TINY的基本情况和使用方法；详细分析这个内核的任务管理和内存管理的运行机制，并给出其主要代码流程图。 关键词：单片机 实时操作系统的RTX51 1 RTX51简介 1.1 RTX51 TINY特性 RTX51是KEIL公司开发的用于8051系列单片机的多任务实时操作系统。它有两个版本，RTX51 FULL和RTX51 TINY。 RTX51 TINY是RTX51 FULL的子集，仅支持按时间片循环任务调度，支持任务间信号传递，最大16个任务，可以并行地利用中断。具有以下等待操作：超时、另一个任务或中断的信号。但它不能进行信息处理，不支持存储区的分配和释放，不支持占先式调度。RTX51 TINY一个很小的内核，完全集成在KEIL C51编译器中。更重要的是，它仅占用800字节左右的程序存储空间，可以在没有外放数据存储器的8051系统中运行，但应用程序仍然可以访问外部存储器。RTX51 TINY下文简称为内核。 1.2 RTX51 TINY的使用 内核完全集成在KEIL C51编译器中，以系统函数调用的方式运行，因此可以很容易地使用KEIL C51语言编写和编译一个多任务程序，并嵌入到实际应用系统中。内核提供以下函数供应用程序引用： ①char os_create_task(task_id); ②char os_delete_task(task_id); ③char os_send_signal(task_id); ④char isr_send_signal(task_id); ⑤char os_clear_signal(task_id); ⑥char os_running_task_id(void); ⑦char os_wait(event_sel,ticks,dummy)。 各函数的函数原型和具体意义。 2 RTX51 TINY内核分析 2.1 任务状态 RTX51 TINY的用户任务具有以下几个状态。 *RUNNING：任务处于运行中，同一时间只有一个任务可以处于“RUNNING”状态。 *READY：任务正在等待运行，在当前运行的任务时间片完成之后，RTX51 TINY运行下一个处于“READY”状态的任务。 *WAITING：任务等待一个事件。如果所等待的事件发生的话，任务进入“READY”状态。 *DELETED：任务不处于执行队列。 *TIME OUT：任务由于时间片用完而处于“TIME OUT”状态，并等待再次运行。该状态写“READY”状态相似，但由于是内部操作过程使一个循环任务被切换而被冠以标记。 图1所示为任务状态转换图。 2.2 同步机制 为了能保证任务在执行次序上的协调，必须采用同步机制。内核用以下事件进行任务间的通信和同步。 ①SIGNAL：用于任务之间通信的位，可以用系统函数置位或清除。如果一个任务调用os_wait函数等待SIGNAL而SIGNAL未置位，则该任务被挂起直到SIGNAL置位，才返回到READY状态，并可被再次执行。 ②TIMEOUT：由os_wait函数开始的时间延时，其持续时间可由定时节拍数确定。带 有TIMEOUT值调用os_wait函数的任务将被挂起，直到延时结束，才返回到READY状态，并可被再次执行。 ③INTERVAL：由os_wait函数开始的时间间隔，其间隔时间可由定时节拍数确定。带有INTERVAL值调用os_wait函数的任务将被挂起，直到间隔时间结束，然后返回到READY状态，并可被再次执行。与TIMEOUT不同的是，任务的节拍计数器不复位。 2.3 调度规则 RTX51 TINY使用8051内部定时器T0来产生定时节拍，各任务只在各自分配的定时节拍数（时间片）内执行。当时间片用完后，切换至下一任务运行，因此，各任务是并发执行的。 调度规则如下：如果 ，且特定事件还没有发生，②任务执行比循环切换所规定的时间长，则运行任务被中断；如果①没有其它任务正在运行，②任务处于“READY”或“TIMEOUT”状态下等待运行，则另一个任务开始。 2.4 任务控制块 为了能描述和控制任务的运行，内核为每个任务定义了称作任务控制块的数据结构，主要包括三项内容： ①ENTRY[task_id]：task_id任务的代码入口地址，位于CODE空间，2字节为一个单位。 ②STKP[taskid]：taskid任务所使用堆栈栈底位置，位于IDATA空间，1字节为一个单位。 ③STATE[taskid].time和STATE[tasked].state：前者表示任务的定时节折计数器，在每一次定时