提高篇：嵌入式操作系统研究.ppt

内 容 uCOS-II操作系统简介 uCOS-II操作系统内核结构 uCOS-II操作系统任务管理 uCOS-II操作系统内存管理 uCOS-II操作系统时间管理 uCOS-II操作系统任务间的通讯 uCOS-II操作系统移植 uC/OS-II简介 1、uC/OS-II是一个简单、高效的嵌入式实时操作系统内核。 2、支持 x86、ARM、PowerPC、MIPS 等众多体系结构。 3、可从网站上获得全部源码及其在各种体系结构平台上的移植范例。 μC/OS-II的各种商业应用 全世界有数百种产品在应用: 医疗器械 移动电话 路由器 工业控制 GPS 导航系统 智能仪器 更多 uC/OS-II简介 μC/OS 和μC/OS-II 是专门为计算机的嵌入式应用设计的， 绝大部分代码是用C语言编写的。CPU 硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU 上。 uC/OS-II简介 uC/OS-II是一种基于优先级的可抢先的硬实时内核。自从９２年发布以来,在世界各地都获得了广泛的应用,它是一种专门为嵌入式设备设计的内核,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。 尤其值得一提的是,该系统自从２.51版本之后,就通过了美国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。鉴于uC/OS-II可以免费获得代码,对于嵌入式RTOS而言,选择uC/OS无疑是最经济的选择。 uC/OS-II嵌入式系统基本模型 严格地说uC/OS-II只是一个实时操作系统内核，它仅仅包含了任务调度，任务管理，时间管理，内存管理和任务间的通信和同步等基本功能。没有提供输入输出管理，文件系统，网络等额外的服务。但由于uC/OS-II良好的可扩展性和源码开放，这些非必须的功能完全可以由用户自己根据需要分别实现。 uC/OS操作系统的特点 uC/OS是一个完成的，可移植、可固化、可裁减的抢占式实时多任务操作系统内核。 主要用ANSI的C语言编写，少部分代码是汇编语言。 抢占式内核 内核抢占（可抢占式内核）：即当进程位于内核空间时，有一个更高优先级的任务出现时，如果当前内核允许抢占，则可以将当前任务挂起，执行优先级更高的进程。 非抢占式内核：高优先级的进程不能中止正在内核中运行的低优先级的进程而抢占CPU运行。进程一旦处于核心态（例如用户进程执行系统调用），则除非进程自愿放弃CPU，否则该进程将一直运行下去，直至完成或退出内核。 优点 1、与终端硬件平台相适应 全部源代码5500行，可裁减定制，生成的可执行代码占15～20k,可以移植到多种系列单片机上，包括ARM； 2、考虑成本，免费的源代码公开； 3、uC/OS-II代码简单，容易掌握和使用；具有多任务调度的基本功能。 缺点 1、缺少技术支持，相关的支持软件少； 2、和商业软件比，功能较弱（如不支持时间片轮转，最大任务数为64等）；对应用开发的支持不够。 uC/OS-II文件结构 临界段(Critical Sections) 目的：为了实现资源共享。 实现方法：进入临界段时关中断，退出临界段时开中断。这使得μC/OS-Ⅱ能够在临界段代码时避免被其它任务或中断服务所中断。 μC/OS-Ⅱ定义两个宏(macros)来开关中断。分别是： 进入临界段：OS_ENTER_CRITICAL() 退出临界段：OS_EXIT_CRITICAL()。 这两个宏的定义取决于所用的微处理器，每种微处理器都有自己的OS_CPU.H文件。 任务（task） void mytask(void *pdata) { do init while (1) { do something; waiting; do something; } } 任务（task） μC/OS-Ⅱ可以管理多达64个任务。 优先级为0-63 优先级号越低，任务的优先级越高。 每个任务的优先级不能相同。 保留优先级: 高优先级：0、1、2、3 低优先级：OS_LOWEST_PRIO-3、OS_LOWEST_PRI0-2，OS_LOWEST_PRI0-1以及OS_LOWEST_PRI0 用户可以有多达56个应用任务。 中断处理 1、保存全部CPU寄存器; 2、调用OSIntEnter或OSIntNesting直接加1； 3、执行用户代码做中断服务; 4、调用OSIntExit()； 5、恢复所有CPU寄存器； 6、执行中断返回指令； OSIntEnter() void OSInt