实时操作系统--复习资料

为什么需要操作系统

应用程序功能层

图形用户 文件系统任务管理接口 软件层 实时操作系统(RTOS)

中间层BSP/HAL 硬件抽象层/板极支持包

D/A通用接口

嵌入式A/DROM 微处理器硬件层

I/OSDRAM 人机交互接口 嵌入式计算机系统

? 通用操作系统：Windows/NT/XP、Linux、UNIX等，用于PC机、服务器， ? 嵌入式（实时）操作系统：用于嵌入式设备的操作系统，具有通用操作系

统的基本特点，又具有系统实时性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等特点； ? 嵌入式（实时）操作系统通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、

设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器Browser等；

? 嵌入式（实时）操作系统的重要指标：实时性（中断响应时间、任务切换

时间等）、尺寸（可裁剪性 ）、可扩展性（内核、中间件）

?C/OS的性能特点（一）

1 公开源代码2 可移植性（Portable）3可固化（ROMable）4可裁剪（Scalable） ?C/OS的性能特点（二）

1占先式（Preemptive）2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。3可确定性 4任务栈5系统服务6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。7稳定性与可靠性 典型的任务：一个无限循环的函数 ?C/OS –II中的任务

? ?C/OS –II 2.5版本支持64个任务，每个任务一个特定的优先级。数字越

小，优先级越高

? 系统总是运行进入就绪态优先级最高的任务 ? 任务优先级号就是任务编号（ID）.

? 系统占用了8个任务，保留优先级为0、1、2、3、OS_LOWEST_PRIO-3、

OS_LOWEST_PRIO-2、 OS_LOWEST_PRIO-1、 OS_LOWEST_PRIO-0 ? 即：建议不使用上述最高4个和最低4个优先级，用户任务仍可达56个 任务状态：睡眠态（task dormant），就绪态（task ready），运行态（task running），等待状态（task waiting），中断服务态（ISR running) ?C/OS-II的文件结构

?C/OS-II开关中断的方法：

1，?C/OS-II定义了两个宏调用来开关中断: OS_ENTER_CRITICAL( ) （禁止中断的宏) OS_EXIT_CRITICAL( ) (启用中断的宏） 通常成对出现

2，上述宏定义取决于使用的微处理器。在文件OS_CPU.H有相应的宏定义；在?C/OS-II中，每种微处理器都有自己的OS_CPU.H文件

?C/OS-II中采用了3种开关中断的方法： 1 OS_CRITICAL_METHOD==1 用最简单的方式来实现2个宏调用

用处理器指令关中断，完成OS_ENTER_CRITICAL() 用开中断指令完成OS_EXIT_CRITICAL() 问题：

如果调用?C/OS-II功能函数时，中断是关掉的，则从?C/OS-II函数返回时，中断就打开了

若调用?C/OS-II功能函数之前已将中断关掉，那么用户往往希望从?C/OS-II函数返回时，中断仍然是关着的。这时，这种方法就不妥当。 对特定的处理器，这种办法是唯一的选择 2 OS_CRITICAL_METHOD==2

a) 在堆栈中保存中断的开/关状态，然后再关中断 i. 实现OS_ENTER_CRITICAL()时，先在堆栈中保存中断的开/关状态，

然后再关中断

ii. 实现OS_EXIT_CRITICAL()时，从堆栈中弹出原来中断的开/关状态 b) 利用这种机制，不论用户在调用?C/OS-II功能函数之前中断是开或关，

函数的进入和返回状态都得到了保护。即：调用前中断的开/关状态，在调用之后保持不变

3 OS_CRITICAL_METHOD==3

a) 把当前处理器的状态字（PSW）保存在C函数的局部变量中（如

OS_CPU_SR）

b) 关中断时保存，开中断时恢复 Void Some_ uCOS_II_Service(arguments) {

OS_CPU_SR cpu_sr;

cpu_sr=get_processor_psw(); disable_interrupts(); /*临界段代码*/

set_processor_psw(cpu_sr); }

任务控制块 OS_TCB是一个数据结构，保存该任务的相关参数，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 分为：空闲链表，使用链表 μC/OS-II任务控制块： typedef struct os_tcb { OS_STK *OSTCBStkPtr（当前任务堆栈栈顶指针）; #if OS_TASK_CREATE_EXT_EN>0 void *OSTCBExtPtr; （指向用户定义的任务控制块扩展） OS_STK *OSTCBStkBottom;（指向任务堆栈栈底指针） INT32U OSTCBStkSize;（存有栈中可容纳的指针元数目） INT16U OSTCBOpt; INT16U OSTCBId; （存储任务的识别码ID，备用）