嵌入式系統(tǒng)概述(1)(參考版)
2025-05-18 23:18本頁(yè)面
【正文】 μ C/OSII占用很少的系統(tǒng)資源，并且在高校教學(xué)使用是不需要申請(qǐng)?jiān)S可證。模塊化、結(jié)構(gòu)化和基于 Win32應(yīng)用程序接口以及與處理器無(wú)關(guān)等特點(diǎn) ? 繼承傳統(tǒng) Windows圖形界面， Win CE平臺(tái)上可以使用Windows 95/98編程工具 (如 Visual Basic、 Visual C++等 )， 使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡(jiǎn)單的修改和移植就可以在 Windows CE平臺(tái)上繼續(xù)使用 嵌入式操作系統(tǒng) ?常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng) —— VxWorks ? VxWorks操作系統(tǒng)是美國(guó) WindRiver公司于 1983年設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（ RTOS），是嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分 ? 它以其良好的可靠性和卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中，如衛(wèi)星通訊、軍事演習(xí)、彈道制導(dǎo)、飛機(jī)導(dǎo)航等，甚至在 1997年 4月登陸火星表面的火星探測(cè)器上也使用到了 VxWorks ? 良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能內(nèi)核以及友好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)環(huán)境，在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)一席之地 嵌入式操作系統(tǒng) ?常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng) —— uC/OSⅡ ? μ C/OSII通過(guò)了聯(lián)邦航空局 (FAA)商用航行器認(rèn)證。適于沒(méi)有虛擬內(nèi)存或 MMU處理器，如 ARM7TDMI?，F(xiàn)由 Lineo公司維護(hù) ? uClinux從 Linux ，沿襲了主流Linux的絕大部分特性。通過(guò)將應(yīng)用程序分割成若干獨(dú)立的任務(wù)模塊，使應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)過(guò)程大為簡(jiǎn)化；且對(duì)實(shí)時(shí)性要求苛刻的事件都得到了快速、可靠的處理。中斷服務(wù)子程序做事件處理，處理完成后，程序回到： 1. 在前后臺(tái)系統(tǒng)中，程序回到后臺(tái)程序 2. 對(duì)非占先式內(nèi)核而言，程序回到被中斷了的任務(wù) 3. 對(duì)占先式內(nèi)核而言，讓進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)開(kāi)始運(yùn)行 嵌入式操作系統(tǒng) ? 基本概念 —— 中斷 前后臺(tái)系統(tǒng) ISR 任務(wù) ISR 非占先操作系統(tǒng) 任務(wù)A 任務(wù)B 任務(wù)C ISR 占先操作系統(tǒng) 任務(wù)A 任務(wù)B 任務(wù)C 嵌入式操作系統(tǒng) ? 基本概念 —— 時(shí)鐘節(jié)拍 ? 時(shí)鐘節(jié)拍是特定的周期性中斷。任務(wù)越重要，賦予的優(yōu)先級(jí)應(yīng)越高，越容易被調(diào)度而進(jìn)入運(yùn)行態(tài) ? 中斷 中斷是一種硬件機(jī)制，用于通知 CPU有個(gè)異步事件發(fā)生了。如果是中斷服務(wù)子程序使一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)，中斷完成時(shí)，中斷了的任務(wù)被掛起，優(yōu)先級(jí)高的那個(gè)任務(wù)開(kāi)始運(yùn)行 嵌入式操作系統(tǒng) ? 基本概念 —— ? 任務(wù)優(yōu)先級(jí) 任務(wù)的優(yōu)先級(jí)是表示任務(wù)被調(diào)度的優(yōu)先程度。最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)一旦就緒，總能得到 CPU控制權(quán)。但中斷服務(wù)以后控制權(quán)還是回到原來(lái)被中斷了的那個(gè)任務(wù)，直到該任務(wù)主動(dòng)放棄CPU的使用權(quán)時(shí)，那個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)才能獲得 CPU的使用權(quán) ? 占先式內(nèi)核 系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間很重要時(shí)，要使用占先式內(nèi)核。異步事件還是由中斷服務(wù)來(lái)處理。然而究竟何時(shí)讓高優(yōu)先級(jí)任務(wù)掌握 CPU的使用權(quán)，有兩種不同的情況，這要看用的是什么類(lèi)型的內(nèi)核，是 非占先式 的還是 占先式 的內(nèi)核 嵌入式操作系統(tǒng) ? 基本概念 —— ? 非占先式內(nèi)核 非占先式內(nèi)核要求每個(gè)任務(wù)自我放棄 CPU的所有權(quán)。每個(gè)任務(wù)根據(jù)其重要程度的不同被賦予一定的優(yōu)先級(jí)。 決定該輪到哪個(gè)任務(wù)運(yùn)行了。內(nèi)核需要消耗一定的系統(tǒng)資源，比如 2％～ 5％的 CPU運(yùn)行時(shí)間、 RAM和 ROM等。內(nèi)核提供的基本服務(wù)是任務(wù)切換。 CPU寄存器越多，額外負(fù)荷越重。實(shí)時(shí)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括如何把問(wèn)題分割成多個(gè)任務(wù)，賦予一定的優(yōu)先級(jí)，有它自己的一套 CPU寄存器和自己的棧空間 ? 任務(wù)切換 當(dāng)多任務(wù)內(nèi)核決定運(yùn)行另外的任務(wù)時(shí)，保存正在運(yùn)行任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài) (CPU寄存器中的全部?jī)?nèi)容 )，保存在任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)保存區(qū) (任務(wù)自己的棧 )，入棧工作完成后，把下一任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)從任務(wù)的棧中重新裝入 CPU寄存器，開(kāi)始下一任務(wù)的執(zhí)行?？梢允?IO設(shè)備、也可以是一個(gè)變量、一個(gè)結(jié)構(gòu)、一個(gè)數(shù)組 ? 共享資源 可以被一個(gè)以上任務(wù)使用的資源。在 RTOS支持的系統(tǒng)中，每個(gè)任務(wù)均有一個(gè)優(yōu)先級(jí)， RTOS根據(jù)各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，動(dòng)態(tài)地切換各個(gè)任務(wù)，保證對(duì)實(shí)時(shí)性的要求 ? RTIOS下，可以分別編寫(xiě)各個(gè)任務(wù)，不必同時(shí)將所有任務(wù)運(yùn)行的各種可能記在心中，減少工作量，減少出錯(cuò)，保證高可靠性 ? 實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，以分時(shí)方式運(yùn)行多個(gè)任務(wù)，任務(wù)之間的切換以?xún)?yōu)先級(jí)為根據(jù) ? 只有優(yōu)先服務(wù)方式的 RTOS才是真正的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) ? 時(shí)間分片方式和協(xié)作方式的 RTOS并不是真正的“實(shí)時(shí)” 嵌入式操作系統(tǒng) ?基本概念 —— ? 代碼的臨界區(qū) 也稱(chēng)為臨界區(qū)，指處理時(shí)不可分割的代碼，運(yùn)行這些代碼不允許被打斷。 ISR ISR ISR ISR 后臺(tái) 前臺(tái) 中斷服務(wù)程序 時(shí) 間 嵌入式操作系統(tǒng) ?基本概念 —— 操作系統(tǒng) ? 操作系統(tǒng)是計(jì)
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1