實時操作系統(tǒng)rtos培訓-資料下載頁
2025-01-12 18:39本頁面
【正文】 錯誤 等待消息（ QPend） ? 等待消息的任務會因為消息隊列是空的而被掛起，直到收到消息 無等待取消息（ QAccept） ? 如果郵箱是空的任務也不會掛起，此時返回值為 NULL表示無消息 消息隊列管理 (sidsa API) q_create ? ULONG q_create(char name[4], ULONG count, ULONG flags, ULONG *qid) q_delete ? ULONG q_delete(ULONG qid) q_send ? ULONG q_send(ULONG qid, ULONG msg_buf[4]) q_receive ? ULONG q_receive(ULONG qid, ULONG flags, ULONG timeout, ULONG msg_buf[4]) 消息隊列管理 (kernel API) NA 設備驅(qū)動程序概述 I/O的特點 （ 1） I/O性能經(jīng)常成為系統(tǒng)性能的瓶頸 ? CPU性能不等于系統(tǒng)性能 ,響應時間也是一個重要因素 ? CPU性能越高，與 I/O差距越大 彌補：更多的線程 ? 線程切換多，系統(tǒng)開銷大 （ 2）操作系統(tǒng)龐大復雜的原因之一是：資源多、雜，并發(fā)，均來自 I/O 外設種類繁多，結(jié)構各異 輸入輸出數(shù)據(jù)信號類型不同 速度差異很大 （ 3）理解 I/O的工作過程與結(jié)構是理解操作系統(tǒng)的工作過程與結(jié)構的關鍵 （ 1）按照用戶的請求，控制設備的各種操作，完成I/O設備與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換（包括設備分配與回收；設備驅(qū)動程序；設備中斷處理；緩沖區(qū)管理），最終完成用戶的 I/O請求 ? 設備分配與回收 記錄設備的狀態(tài) 根據(jù)用戶的請求和設備的類型，采用一定的分配算法，選擇一條數(shù)據(jù)通路 ? 建立統(tǒng)一的獨立于設備的接口 ? 完成設備驅(qū)動程序，實現(xiàn)真正的 I/O操作 ? 處理外部設備的中斷處理 ? 管理 I/O緩沖區(qū) 設備管理的目標和任務 （ 2）向用戶提供使用外部設備的方便接口，使用戶擺脫繁瑣的編程負擔 ? 方便性 ? 友好界面 ? 透明性 屏蔽硬件細節(jié)（設備的物理細節(jié)，錯誤處理，不同 I/O的差異性） （ 3）充分利用各種技術（通道，中斷，緩沖等）提高 CPU與設備、設備與設備之間的并行工作能力，充分利用資源，提高資源利用率 ? 并行性 ? 均衡性（使設備充分忙碌） 設備管理的目標和任務 (續(xù) ) （ 4）保證多個線程競爭使用設備時，按一定策略分配和管理各種設備，使系統(tǒng)能有條不紊的工作 （ 5）保護 設備傳送或管理的數(shù)據(jù)應該是安全的、不被破壞的、保密的 （ 6）與設備無關性（設備獨立性） 用戶在編制程序時，使用邏輯設備名，由系統(tǒng)實現(xiàn)邏輯設備到物理設備（實際設備）的轉(zhuǎn)換 ,用戶能獨立于具體物理設備而方便的使用設備 設備管理的目標和任務 (續(xù) ) 用戶申請使用設備時，只需要指定設備類型，而無須指定具體物理設備，系統(tǒng)根據(jù)當前的請求，及設備分配的情況，在相同類別設備中，選擇一個空閑設備，并將其分配給一個申請線程 統(tǒng)一性： 對不同的設備采取統(tǒng)一的操作方式，在用戶程序中使用的是邏輯設備 優(yōu)點： ? 設備忙碌或設備故障時，用戶不必修改程序 ? 改善了系統(tǒng)的可適應性和可擴展性 設備管理的目標和任務 (續(xù) ) 設備獨立的軟件 雖然I／O軟件中一部分是設備專用的，但大部分軟件是與設備無關的。設備驅(qū)動程序與設備獨立軟件之間的確切界限是依賴于具體系統(tǒng)的 的功能，并且向用戶級軟件提供一個統(tǒng)一的接口 個主要課題。獨立于設備的軟件負責把設備的符號名映射到正確的設備驅(qū)動上 系統(tǒng)如何防止無權存取設備的用戶存取設備呢？ 設備獨立的軟件 (續(xù) ) （ 1）緩沖技術的引入 凡是數(shù)據(jù)到達和離去速度不匹配的地方均可采用緩沖技術。 在操作系統(tǒng)中采用緩沖是為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的 I/O操作，以緩解CPU與外部設備之間速度不匹配的矛盾，提高資源利用率 ? 減少了 I/O設備對處理器的中斷請求次數(shù) ? 簡化了中斷機制 ? 節(jié)省了系統(tǒng)開銷 （ 2）緩沖區(qū)設置 硬緩沖：在設備中設置緩沖區(qū)，由硬件實現(xiàn) 軟緩沖：在內(nèi)存中開辟一個空間，用作緩沖區(qū) 緩沖技術 1. 設備分配與回收 當某線程向系統(tǒng)提出 I/O請求時，設備分配程序按一定策略分配設備、控制器和通道，形成一條數(shù)據(jù)傳輸通路，以供主機和設備間信息交換 設備獨立性，即不能因為設備的忙碌、故障或更換而影響程序的運行 , 向用戶屏蔽物理設備 , 呈現(xiàn)給用戶的一個操作簡單的邏輯設備 ? 由于在多線程程序系統(tǒng)中，線程數(shù)多于資源數(shù)，引起資源的競爭。因此，要有一套合理的分配原則 ,考慮的因素： ? I/O設備的固有屬性 ? I/O設備的分配算法 ? 設備分配的安全性 ? 與設備的無關性 ? 獨占設備的分配 ,要考慮充分發(fā)揮效率，避免由于不合理的分配策略造成死鎖 共享設備分配 由于同時有多個線程同時訪問，且訪問頻繁，就會影響整個設備使用效率，影響系統(tǒng)效率。因此要考慮多個訪問請求到達時服務的順序，使平均服務時間越短越好 設備處理 為了控制 I/O傳輸，系統(tǒng)為每類設備編制設備驅(qū)動程序 任務：主要負責接收和分析從設備分配轉(zhuǎn)來的信息，并根據(jù)設備分配的結(jié)果，結(jié)合具體物理設備特性完成以下具體工作 : (1) 預置設備的初始狀態(tài) (2) 根據(jù)請求傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，組織 I/O緩沖隊列，利用I/O緩沖對數(shù)據(jù)進行加工，包括數(shù)據(jù)格式處理和編碼轉(zhuǎn)換 (3) 構造 I/O程序（在有通道系統(tǒng)中，是通道程序） (4) 啟動設備進行 I/O操作 設備驅(qū)動程序 CAM開發(fā)平臺的 DEVICE UART TIMER SCARD PIC PCMCIA MPEG CAM產(chǎn)品軟件體系結(jié)構
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