【正文】 中文 4460 字 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )外文資料翻譯 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) RTX51 的研究 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 電自 047 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 所 在 單 位： 答 辯 日 期： 2021 年 6 月 23 日 1 附件 1：外文資料翻譯譯文 RTX51 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) RTX51是一個(gè)適用于 8051 家族的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。 RTX51使復(fù)雜的系統(tǒng)和軟件設(shè)計(jì)以及有時(shí)間限制的工程開發(fā)變得簡(jiǎn)單。 RTX51是一個(gè)強(qiáng)大的工具，它可以在 單個(gè) CPU上管理幾個(gè)作業(yè)（任務(wù)）。 RTX51有兩種不同的版本： RTX51 Full 允許 4個(gè)優(yōu)先權(quán)任務(wù)的循環(huán)和切換，并且還能并行的利用中斷功能。 RTX51支持信號(hào)傳遞，以及與系統(tǒng)郵箱和信號(hào)量進(jìn)行消 息 傳遞。 RTX51的os_wait 函數(shù) 可以 等待 以 下事 件 ： 中斷 、 時(shí)間 到、來自 任務(wù) 或 中斷的信號(hào) 、來自任務(wù) 或 中斷的消 息、 信號(hào)量。 RTX51 Tiny 是 RTX51 Full 的一個(gè) 子集 。 RTX51 Tiny 可以 很容易 的 運(yùn) 行在沒 有 擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器 的單 片機(jī) 系統(tǒng)上。 但 是，使用 RTX51 Tiny 的程 序 可以 訪問外部 存儲(chǔ)器 。 RTX51 Tiny允許循環(huán)任務(wù)切換，并且支持信號(hào)傳遞，還能并行的利用中斷功能。 RTX51 Tiny 的 os_wait函數(shù) 可以 等待 以 下事 件 ： 時(shí)間 到、 時(shí)間間 隔、來自 任務(wù) 或者 中斷的信號(hào)。 以 后 的 部分 用 RTX51 來指代 RTX51 Full 和 RTX51 Tiny。在兩 者之 間不同的 地方會(huì)加 以 說明 。 導(dǎo) 言 許多 微處 理 器 應(yīng)用 都需要 同時(shí) 執(zhí) 行多個(gè)作業(yè) 或者 任務(wù)。 對(duì) 于 這 種應(yīng)用，一個(gè)實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)（ RTOS）允許系統(tǒng) 資源 （ CPU、內(nèi)存等 ） 被靈活 的 分配給 幾個(gè)任務(wù)。 RTX51是一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，并且 易 于應(yīng)用。 RTX51 可以工作在 8051系 列 的 微處 理 器 上。 你使用 標(biāo)準(zhǔn) C語言編寫 RTX51應(yīng)用程 序 ，并且用 C51來編譯它 們 。 為了 具 體指明 任務(wù)的 標(biāo)志 和優(yōu)先 級(jí) ， 會(huì) 與 標(biāo)準(zhǔn) C存 在一 點(diǎn)差別 。 RTX51應(yīng)用程 序要求 你 將 件 包含 進(jìn) 來 。 當(dāng) 你在 μ Vision2集成環(huán) 境里打 開 目標(biāo)選項(xiàng)對(duì)話 框 ， 選 擇 目標(biāo) 操作系統(tǒng)以 后 ， 鏈接 器 便 會(huì) 添 加 合 適的RTX51庫 文 件。 單任務(wù)程序 一個(gè) 標(biāo)準(zhǔn) C程 序 從主 函數(shù) 開始 執(zhí) 行。在 嵌入式 應(yīng)用 里 ， 主 函數(shù) 經(jīng)常 被編寫為一個(gè) 無窮 循環(huán)， 也 可以 被 認(rèn) 為 是一個(gè) 連續(xù) 執(zhí) 行的單個(gè)任 務(wù)。 例如 ： 2 循環(huán)任務(wù)切換 RTX51 Tiny 允許 “ 準(zhǔn) 并行 ” 的同時(shí) 執(zhí) 行幾個(gè)任務(wù)。 每 一個(gè)任務(wù)在 預(yù) 先 定義好 的時(shí)間 片內(nèi) 得以 執(zhí) 行。時(shí)間 到 使 正 在 執(zhí) 行的任務(wù) 掛起 ，并使 另 一個(gè)任務(wù)開始 執(zhí)行。 下 面 的 例 子 使用 了 循環(huán)任務(wù)切換的 技術(shù) 。 使用 RTX51的 C程 序 例 子 RTX51 從 任務(wù) 0（ 分配給 作業(yè) 0）開始 執(zhí) 行程 序 。 os_create_task 函數(shù)標(biāo) 記任務(wù) 1（ 分配給 作業(yè) 1） 為準(zhǔn) 備 執(zhí) 行。 這 兩個(gè)任務(wù)是簡(jiǎn)單的計(jì) 數(shù) 循環(huán)。在一個(gè)時(shí)間片 結(jié)束 后 ， RTX51 中斷作業(yè) 0，并且開始 執(zhí) 行作業(yè) 1。作業(yè) 1 在一個(gè)時(shí)間 片 結(jié)束 后 ,系統(tǒng) 重新 開始 執(zhí) 行作業(yè) 0。 os_wait 函數(shù) os_wait 函數(shù) 提供 了 一種 更 為 有 效 的 方 式 來給 幾個(gè)任務(wù) 分配 可使用的 處 理 器 時(shí)間。 os_wait函數(shù) 中斷 當(dāng) 前正 在 運(yùn) 行的任務(wù)，并且 等待 特定 的 事 件。在一個(gè)任務(wù)等待事 件的時(shí)間 里 ， 其他 任務(wù)可以 被執(zhí) 行。 等待時(shí)間到 RTX51使用 8051 的一個(gè) 定 時(shí) 器來 產(chǎn)生 一個(gè)循環(huán)的中斷（時(shí) 鐘周期 ）。 響 應(yīng) 3 os_wait 的 最 簡(jiǎn)單 事 件是時(shí)間 到 ， 當(dāng) 前正 在 執(zhí) 行的任務(wù) 被指 定 的時(shí) 鐘周期所 中斷。 下 面 的 延 時(shí) 例 子 使用的是時(shí)間 到 。 使用 os_wait 函數(shù)編 程 這 個(gè)程 序 與上一個(gè)程 序 相似 ，不同的是作業(yè) 0 是在計(jì) 數(shù)器 0 完 成 計(jì) 數(shù)后 os_wait函數(shù) 所 中斷的。 RTX51等待 3 個(gè)時(shí) 鐘周期直 到 作業(yè) 0 準(zhǔn) 備好再次 運(yùn) 行 為 止 。在 這期 間，作業(yè) 1得以 執(zhí) 行。作業(yè) 1 也調(diào) 用 了 os_wait 函數(shù) ， 等待 5 個(gè)時(shí) 鐘周期 。 結(jié)果 是 ： 定 時(shí) 器 0 每三 個(gè)時(shí) 鐘周期增 加 一 次 ，計(jì) 數(shù)器 1則每 5個(gè)時(shí) 鐘周期增 加 一 次 。 等待信號(hào) os_wait 函數(shù) 的 另 一個(gè) 事 件是信號(hào)。信號(hào) 被 用 來 協(xié)調(diào) 任務(wù)。 直 到 另 一個(gè)任務(wù)發(fā) 出 信號(hào)，在 os_wait 函數(shù) 控 制 下 的任務(wù) 才結(jié)束 等待 狀 態(tài) 。 如果 信號(hào) 預(yù) 先 就 被 發(fā)送 出 來 ， 那么 任務(wù) 將 立即繼 續(xù) 執(zhí) 行。 使用 等待 信號(hào)的程 序 4 在 這 個(gè) 例 子當(dāng) 中，任務(wù) 1等待 著由 任務(wù) 0發(fā) 出 的信號(hào)，并且以 此 來處 理計(jì) 數(shù)器 0產(chǎn)生 的 溢 出 。 搶先任務(wù)切換 RTX51 Full 提供 了 搶 先的任務(wù)切換， RTX51 Tiny 不具 備 這 個(gè)功能。 為了對(duì)多任務(wù)的 概念 有一個(gè) 完 整 的 了 解 ，在 這里對(duì) 搶 先任務(wù)切換 加 以 解釋 。 在上一個(gè) 例 子 中，任務(wù) 1收 到 一個(gè)信號(hào) 后 不 會(huì) 立即 開始， 只 有 當(dāng) 任務(wù) 0 發(fā) 生 了 時(shí)間 到事 件 后 ，任務(wù) 1才 會(huì) 啟動(dòng) 。 如果 任務(wù) 1被 賦予 了 比 任務(wù) 0 高 的優(yōu)先 級(jí) ， 通過搶先任務(wù)切換， 如果 任務(wù) 1收 到了 信號(hào)， 就 會(huì) 立即 開始。優(yōu)先 級(jí) 在任務(wù) 定義 中 被指定 （ 默 認(rèn) 的優(yōu)先 級(jí) 是 0）。 RTX51 的技術(shù)參 數(shù) 描述 RTX51 Full RTX51 Tiny 任務(wù) 數(shù) 量 最 多 256個(gè) ； 可同時(shí) 激活 19個(gè) 16個(gè) RAM需求 40 到 46 字 節(jié) DATA空間 20 到 200字 節(jié) IDATA空間 (用 戶堆棧 ) 最 小 650字 節(jié) XDATA空間 7字 節(jié) DATA空 間 3倍 于任務(wù) 數(shù) 量的IDATA空 間 代 碼 要求 6KB到 8KB 900字 節(jié) 5 硬 件 要求 定 時(shí) 器 0 或 定 時(shí) 器 1 定 時(shí) 器 0 系統(tǒng)時(shí) 鐘 1000 到 40000個(gè) 周期 1000到 65535個(gè) 周期 中斷 請(qǐng) 求 時(shí)間 小 于 50個(gè) 周期 小 于 20個(gè) 周期 任務(wù)切換時(shí)間 70 到 100個(gè) 周期 （ 快速任務(wù)） 180 到 700 個(gè) 周期 （ 標(biāo)準(zhǔn) 任務(wù)） 取決 于 堆棧 的 負(fù) 載 100到 700個(gè) 周期 取決 于 堆棧 的 負(fù) 載 郵箱系統(tǒng) 8個(gè) 分別 帶 有 整 數(shù) 入 口的信箱 不 提供 內(nèi)存 池 最 多 16個(gè) 內(nèi)存 池 不 提供 信號(hào)量 8＊ 1 位 不 提供 RTX51 程序概覽 下列 表格 里列 出 了 RTX51 的一 些 函數(shù) ，并 帶 有簡(jiǎn) 要 的 說明 和 執(zhí) 行時(shí)間（ 針 對(duì) RTX51 Full）。 函數(shù) 描述 CPU周期 isr_recv_message 收 到 消 息 （ 來自 中斷 調(diào)用 ） 71（具 有消 息 ） isr_send_message 發(fā) 送 消 息 （ 來自 中斷 調(diào)用） 53 isr_send_signal 給 任務(wù)發(fā) 去 信號(hào)（ 來自中斷 調(diào) 用） 46 os_attach_interrupt 分配 中斷 資源給 任務(wù) 119 os_clear_signal 刪除 一個(gè)以 前 發(fā) 送 的信號(hào) 57 os_create_task 將 一個(gè)任務(wù) 放 入 執(zhí) 行隊(duì) 列 中 302 os_create_pool 定義 一個(gè) 內(nèi)存 池 644（大 小 20＊ 10 字節(jié) ） os_delete_task 從 執(zhí) 行 隊(duì) 列 中 移走 一個(gè)任務(wù) 172 os_detach_interrupt 移走 一個(gè) 分配 的中斷 96 os_disable_isr 禁 止 8051硬 件中斷 81 os_enable_isr 允許 8051硬 件中斷 80 os_free_block 歸 還一 塊 存儲(chǔ) 空 間 給內(nèi)存 池 160 os_get_block 從 內(nèi)存 池獲 得一 塊 存儲(chǔ) 空 間 148 6 os_send_message 發(fā) 送 一 條 消 息 （ 從 任務(wù)中 調(diào) 用） 443（具有任務(wù)切換） os_send_signal 向 任務(wù)發(fā) 送 一個(gè)信號(hào)（ 從 任務(wù)中 調(diào) 用） 408（具有任務(wù)切 換） 316（具有 快速 任務(wù)切換） 71（ 沒 有任務(wù)切換） os_send_token 發(fā) 送 一個(gè)信號(hào)量（ 從 任務(wù)中 調(diào) 用） 343（具有 快速 任務(wù)切換） 94（ 沒 有任務(wù)切換 os_set_slice 設(shè) 置 RTX51系統(tǒng)時(shí) 鐘 時(shí)間 片 67 os_wait 等待事 件 68（用于 等待 信號(hào)） 160（用于 等待 消 息 ） 標(biāo) 記 的 函數(shù) 僅僅 在 RTX51 Full中具 備 RTX51 Full里 附 加 的 調(diào) 試 和支持 函數(shù) 見 下 表 ： 函數(shù) 描述 oi_reset_int_mask 禁 止 RTX51 的 外部 中斷 資源 oi_set_int_mask 允許 RTX51 的 外部 中斷 資源 os_check_mailbox 返回 指 定 信箱的 狀 態(tài) 信 息 os_check_mailboxes 返回 所 有的系統(tǒng)信箱的 狀 態(tài) 信 息 os_check_pool 返回 內(nèi)存 池 中的 塊 信 息 os_check_semaphore 返回 指 定 信號(hào)量的 狀 態(tài) 信 息 os_check_semaphores 返回 所 有的系統(tǒng)信號(hào)量信 息 os_check_task 返回 指 定 任務(wù)的 狀 態(tài) 信 息 os_check_tasks 返回 所 有的系統(tǒng)任務(wù)的 狀 態(tài) 信 息 CAN 函數(shù) CAN函數(shù) 僅 在 RTX51 Full中 提供 。 CAN控 制 器 支持 非 利 浦 82C200和 80C592以及 英 特 爾 82526。 更 多的 CAN控 制 器 正 在 準(zhǔn) 備 中。 CAN函數(shù) 描述 can_bind_obj 為 一個(gè)任務(wù) 綁 定 一個(gè) 對(duì) 象； 當(dāng)對(duì) 象 被接 收 的時(shí) 候 ，任務(wù) 啟動(dòng) can_def_obj 定義 通 信 對(duì) 象 can_get_status 獲取 CAN控 制 器 狀 態(tài) can_hw_init 初 始 化 CAN控 制 器 硬