【文章內(nèi)容簡介】 時間；而響應性是在應答中斷后 ， 操作系統(tǒng)服務中斷時間 。 響應性包含以下幾個方面： 初始化中斷處理和開始執(zhí)行中斷服務程序 （ ISR） 需要的時間 。 如果是要求一個進程切換的 ISR執(zhí)行 ， 那么比在當前進程上下文中的 ISR執(zhí)行延遲更長時間 。 執(zhí)行 ISR需要的時間 。 這通常依賴于硬件平臺 。 中斷嵌套的作用 。 如果一個 ISR可能被另一個中斷的到達而中斷 ， 那么它的服務將被延遲 。 RTOS特點 確定性和響應性共同構成了對于外部事件的響應時間。響應時間對于 RTOS是至關重要的，由于系統(tǒng)必須滿足系統(tǒng)外部個人、設備或者數(shù)據(jù)流的定時要求。 RTOS特點 ?用戶控制 （ User control） ： 這一點在 RTOS中比在一般操作系統(tǒng)中更加寬廣 。在一個典型的非實時操作系統(tǒng)中 ， 用戶或者不能控制操作系統(tǒng)的調(diào)度功能 ， 或者只能提供 粗略的指導 ， 如將用戶編組進入多于一個優(yōu)先級的類別 。 但是 ， 在RTOS中 ， 允許用戶精細控制任務優(yōu)先級是基本功能 。用戶應該能夠區(qū)分硬實時任務和軟實時任務 ， 并在每個類別中指定相對的優(yōu)先級 。 一個 RTOS也能夠指定這類特征 ， 如分頁或者進程切換 ， 哪些進程必須總是駐留在主存中 ， 使用哪個磁盤傳輸算法 ， 在各種優(yōu)先級類別中的進程有哪些權利 ， 等等 。 RTOS特點 ?可靠性 （ Reliability） ： 通常它在實時系統(tǒng)中比在非實時系統(tǒng)中更重要 。 在非實時系統(tǒng)中一個瞬時錯誤可以簡單地通過重新引導系統(tǒng)來解決 ，在多處理機非實時系統(tǒng)中一個處理機的失敗可能在修復或代替該處理機之前造成服務級別的降低 。 但是 ， 實時系統(tǒng)需要實時響應和控制事件 ， 性能的喪失或降低可能造成災難性的后果 。 RTOS特點 ?軟失敗操作 （ Failsoft operation） ： 與實時系統(tǒng)和非實時系統(tǒng)其它方面的差別一樣 ，這里存在一個程度上的差別 。 軟失敗操作是指這樣一個特征 ， 系統(tǒng)能夠以這樣一種方式失敗 ， 它能夠盡可能地保留能力和數(shù)據(jù) 。 例如 ， 一個典型的傳統(tǒng) UNIX系統(tǒng) ， 當它檢測到內(nèi)核數(shù)據(jù)的誤用 ， 在系統(tǒng)控制臺上發(fā)出失敗消息 ， 將內(nèi)存內(nèi)容倒到磁盤用于以后的失敗分析 ， 同時終止系統(tǒng)的執(zhí)行 。 與此相反 ， RTOS將試圖或者糾正這個問題或者最小化它的影響 ， 同時繼續(xù)運行 。典型情況下 ， 系統(tǒng)通告用戶或者用戶進程 ， 它將試圖進行糾正動作 ， 然后繼續(xù)操作 ， 或許此時降低了服務級別 。 商用 RTOS一般特征 ?快速的進程或線程切換 ?小規(guī)模 （ 具有相關的最小功能 ） ?快速響應外部中斷的能力 ?帶有諸如信號燈 、 信號量和事件等進程間通信工具的多任務編程能力 ?使用特殊的順序文件高速收集數(shù)據(jù) ?基于優(yōu)先級搶占優(yōu)先權調(diào)度 ?最小化禁止中斷的時間 ?原語支持延遲任務一段時間或者暫停 /恢復任務 ?特殊的告警和超時 RTOS組成 ? 商業(yè) RTOS開發(fā)工具 ?交叉編譯器 ， 主要是 C或 C++編譯器 。 ?RTOS本身 ， 它的核心是 Real Time Kernel， 包括相關的函數(shù)庫 。 ?軟件調(diào)試工具包 ， 沒有這類工具 ， 多任務的應用程序幾乎是沒有辦法調(diào)試的 。 RTOS優(yōu)點 ? 商用 RTOS的優(yōu)點： ? 充分滿足了模塊化設計的要求 。 可以把程序按照模塊化設計要求自然分解成若干個獨立的任務 。 ? 提高了系統(tǒng)的可靠性 。 不僅可以把程序分解成獨立的任務 ，而且可以另外啟動一個監(jiān)控任務 ， 監(jiān)視各任務的運行狀況 ，遇到異常情況時采取一些措施 ， 如將有問題的任務殺掉 。 ? 提高了開發(fā)效率 、 縮短了開發(fā)周期 。 一個復雜的應用程序可以分解成多個任務 ， 每個任務的調(diào)試 、 修改幾乎不影響其它模塊 。 商業(yè) RTOS及其開發(fā)工具包一般提供了良好的多任務調(diào)試環(huán)境 。 ? 另外 ， 32位 CPU本來是為多任務操作系統(tǒng)而設計 ， 特別適合運行多任務實時系統(tǒng) 。 一些獨具匠心的設計更加可以避免系統(tǒng)崩潰 ， 保證系統(tǒng)長年累月運行不發(fā)生死機 。 ? 在不斷的軟件升級中便于產(chǎn)品的迅速升級換代 。 RTOS及相關知識 一、嵌入式實時系統(tǒng)基礎 二、實時多任務軟件開發(fā)方法 三、 RTOS特點 四、 RTOS舉例 五、高速路由器開發(fā)工具選擇 VRTXsa VRTXsa是針對嵌入式應用的 、 通用的實時執(zhí)行程序 （ 內(nèi)核 ） 。 它是實時多任務系統(tǒng)的基礎 , 負責管理 、 調(diào)度任務(安排 CPU的時間 )和任務間的通信 、 同步 , 提供時鐘和中斷管理機制 。 VRTXsa 與VRTX32是向下兼容的 。 VRTXsa特點 支持實時多任務執(zhí)行的特點 1. 多任務支持 2. 事件驅動 ， 基于優(yōu)先級的調(diào)度 3. 任務間的通信與同步 4. 動態(tài)存儲分配 5. 實時時鐘控制 ， 帶有可選的時間片 6. 字符 I/O支持 7. 完全可搶占內(nèi)核 ， 硬實時響應 VRTXsa特點 體系結構的特點 ： VRTXsa 僅需要一個小存儲容量的 CPU， 提供了真正的芯片級的支持 。 ：可以很容易地將應用專用的 、 系統(tǒng)級的軟件和 VRTXsa 結合起來 。 擴充的軟件可以是獨立運行自己的系統(tǒng)調(diào)用處理程序和例程 , 也可以是由 VRTXsa來統(tǒng)一管理 , 調(diào)用執(zhí)行 。 層 組 件 用戶層 多任務應用程序 RTL MRI其他組件 操作系統(tǒng)層 VRTXsa Nanokernel層 Nanokernel庫 RTL 板級支持層 與處理器 /設備有關的庫 機器層 CPU MEMORY FPU I/O CLK 基于 VRTXsa應用系統(tǒng)的體系結構 VRTXsa體系結構 VRTXsa體系結構 建立在 VRTXsa基礎上的系統(tǒng)根據(jù)功能來分層 ， 每一層都使用下一層提供的功能 。 系統(tǒng)硬件構成了系統(tǒng)的最底層 。 緊接著一層包括了最簡單的 ， 大多是硬件相關的操作系統(tǒng)功能 ，最上層是應用程序 。 從技術的角度來看 ， 每一層都為其上一層定義了一個虛擬機 。 在更高的層上 ， 是不能分辨出由軟件提供的功能與由硬件提供的功能 ， 每一層都增加了一些功能 。 VRTXsa ? 與 C語言的接口 應用任務可通過 C語言調(diào)用接口函數(shù)來調(diào)用 VRTXsa提供的系統(tǒng)功能 。 VRTXsa的庫與應用程序相連 , 且只有應用使用到的功能才被裝入 。 所有 VRTXsa 的 C函數(shù)都遵循 MRI的 MCC C編譯器的調(diào)用協(xié)定 。 在庫里面的每一個函數(shù)都與一個 VRTXsa 系統(tǒng)調(diào)用相對應 。其調(diào)用格式如下 : 函數(shù)返回值 (或 void) VRTXsa系統(tǒng)調(diào)用名