嵌入式系统设计-uCOS原理.ppt

2002年1月 uCOS原理及移植 u: Micro C:control uCOS : 适合于小的、控制器的操作系统小巧 公开源代码，详细的注解 可剥夺实时内核 可移植性强 多任务 确定性 概要 内核结构-任务以及调度机制 任务间通信 uC/OS的移植 在PC机上运行uC/OS 任务task 典型的一个无限循环。 void mytask(void *pdata) { for (;;) { do something; waiting; do something; } } 支持64个任务，每个任务一个特定的优先级。优先级越高，数字越小 系统占用了两个任务，空闲任务和统计任务。 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。 所有的任务控制块分为两条链表，空闲链表和使用链表。 任务控制块结构 Struct os_tcb { OS_STK *OSTCBStkPtr; struct os_tcb *OSTCBNext; struct os_tcb *OSTCBprev; OS_EVENT *OSTCBEventPtr; void *OSTCBMsg; INT16U OSTCBDly; INT8U OSTCBStat; INT8U OSTCBPrio; INT8U OSTCBX, OSTCBY, OSTCBBitX, OSTCBBitY; } OS_TCB 任务的状态 任务的状态 OSTCBStat 运行，就绪，等待，挂起… 可以有多个准备就绪的任务，但一个时刻只有一个任务可以运行，OSHighRdy 任务的调度--OSSched 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。 任务队列 对于就绪任务，如果采用上述队列方式进行管理，在基于优先级的调度处理中，要获得当前具有最高优先级的就绪任务： 方式一：任务就绪时，把就绪任务的任务控制块放在就绪队列的末尾。 调度程序需要从就绪队列的头部到尾部进行一次遍历，才能获得就绪队列中具有最高优先级的任务； 方式二：就绪队列按照优先级从高到低的顺序排列。 新的就绪任务到达时，需要插入到就绪队列的合适位置，确保就绪队列保持优先级从高到低排列的顺序性。 任务队列 在这两种处理方式中，所花费的时间与任务数量有密切的关系，具有不确定性。 为提高实时内核的确定性，可采用一种被称为优先级位图的就绪任务处理算法。 优先级位图算法 运行流程 运行流程 操作系统配置 源程序说明 源程序说明 源程序说明 源程序说明 源程序说明 输出信息 优先级反转原理 操作系统配置 操作系统配置 源程序说明 源程序说明 源程序说明 源程序说明 源程序说明 运行流程 屏幕输出 优先级继承的主要思想 操作系统配置 操作系统配置 源程序说明 源程序说明 源程序说明 源程序说明 运行流程 输出信息 用信号量来对共享资源进行互斥访问 运行流程 操作系统配置 操作系统配置 源程序说明 源程序说明 输出信息 内存管理 操作系统配置 操作系统配置 源程序说明 源程序说明 运行流程 输出信息 时钟节拍中断 操作系统配置 操作系统配置 源程序说明 源程序说明 源程序说明 源程序说明 源程序说明 输出信息 消息队列机制的基本原理和使用方法 操作系统配置 操作系统配置 源程序说明 源程序说明 源程序说明 2、创建应用任务Task0, ……,Task4 for (i = 0; i N_TASKS; i++) { TaskData[i] = i; OSTaskCreate(Task, (void *)TaskData[i], TaskStk[i][TASK_STK_SIZE - 1], i+1); } 3、应用任务 void Task (void *pdata) { …… for (;;) { /* 无限循环 */ TASK_Thinking_To_Hungry(i); OSSemPend(fork[i], 0, err); OSSemPend(f