【正文】 只有在 充分發(fā)揮自身的 RTOS長(zhǎng)處和商業(yè)開發(fā)工具的長(zhǎng)處的前提下才能為完成高速路由器的開發(fā) 提供全過程支持 。 因此 ，要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)高性能的實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件 ， 需要強(qiáng)有力的交叉開發(fā)工具系統(tǒng)的支持 。 為了滿足這些挑戰(zhàn) ， 要求有一個(gè)合適的調(diào)試環(huán)境 ， 只有充分利用先進(jìn)的開發(fā)工具 ， 才能取得很好的結(jié)果 。 由于實(shí)時(shí)系統(tǒng)不可能不涉及事件驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)硬時(shí)限問題 ， 因此增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性 。 實(shí)時(shí)應(yīng)用比非實(shí)時(shí)應(yīng)用存在更多的調(diào)試問題 。 ? 選擇商業(yè) RTOS 隨著這些年來(lái) RTOS及其開發(fā)工具的飛速發(fā)展 ， 精心選擇并且合理使用高性能的商業(yè) RTOS及其開發(fā)工具也能夠完全滿足高速路由器的開發(fā)需要 。 但是 ， 所有具有軟件開發(fā)實(shí)踐經(jīng)歷的人員都知道 ， 理解 、 消化開放的源碼并用于某個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)是一項(xiàng)艱苦的工作 ， 如果沒有合適的調(diào)試手段 （ 而又恰恰是對(duì)于源碼普遍存在的事實(shí) ） ， 這一過程就更加漫長(zhǎng)而艱苦 。 ? 使用 RTOS源碼 我們注意到 ， 某些 RTOS廠商正在直接提供 RTOS源碼 ， 同時(shí) Inter上也有大量的免費(fèi) RTOS源碼 。 ? 自主開發(fā) RTOS 眾所周知 ， 國(guó)際上知名的路由器廠商 ， 均使用自己編寫的專用嵌入式操作系統(tǒng) 。 RTOS及相關(guān)知識(shí) 一、嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)基礎(chǔ) 二、實(shí)時(shí)多任務(wù)軟件開發(fā)方法 三、 RTOS特點(diǎn) 四、 RTOS舉例 五、高速路由器開發(fā)工具選擇 為了首先滿足開發(fā)周期短的要求，充分提高開發(fā)效率，同時(shí)不以犧牲其它指標(biāo)為代價(jià)，在選擇軟件支持工具時(shí)必須在考慮了各種方案的優(yōu)劣后進(jìn)行必要的折中。 并提供了用于任務(wù)和 ISR的系統(tǒng)調(diào)用 RTOS舉例 ? 1993年 , Microtec推出了世界上最先進(jìn)的第三代嵌入式集成交叉開發(fā)系統(tǒng) Spectra。 系統(tǒng)時(shí)間都以 1970年 1月 1日午夜為起始可把這個(gè)時(shí)間看成 0秒 , 設(shè)置和獲得的系統(tǒng)時(shí)間都是以秒為單位的值 。系統(tǒng)時(shí)鐘從 0開始計(jì)數(shù) ， 或者從應(yīng)用設(shè)置的一個(gè)起始值開始計(jì)數(shù) 。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘單純地提供一個(gè)規(guī)則的脈沖序列 ， 脈沖之間的間隔可以作為系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)稱為時(shí)基 ， 時(shí)基的大小代表了實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精度 ， 這個(gè)精度取決于系統(tǒng)的要求 。 為此 , VRTXsa提供了用于實(shí)時(shí)時(shí)鐘管理和字符 I/O管理的系統(tǒng)調(diào)用 。 I/O 盡管 VRTXsa自身的操作并不需要計(jì)數(shù)器 定時(shí)器 、 字符 I/O這些設(shè)備 ， 但許多VRTXsa的應(yīng)用需要計(jì)數(shù)器 — 定時(shí)器和字符 I/O設(shè)備 。 堆管理 ? VRTXsa的堆管理可動(dòng)態(tài)分配變長(zhǎng)的存儲(chǔ)塊 , 并且能夠有效的處理存儲(chǔ)碎片 。 其優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)塊的分配和回收時(shí)間是確定的 , 因?yàn)椴粫?huì)出現(xiàn)存儲(chǔ)碎片 , 因而也不需要做回收存儲(chǔ)碎片 , 進(jìn)行合并等工作 。 VRTXsa對(duì)這兩種內(nèi)存分配方法都提供了支持 , 它提供了 分區(qū) 和 堆 兩種內(nèi)存分配管理機(jī)制 。 基于 VRTXsa的應(yīng)用系統(tǒng)的存儲(chǔ)映象包括： ? VRTXsa代碼 ? 可裝入的應(yīng)用模塊 ? VRTXsa 工作區(qū) ? 堆管理 ? VRTXsa管理的應(yīng)用內(nèi)存 ? 可選的 MRI組件 ? 自己提供的可選組件 嵌入式軟件是操作系統(tǒng)與應(yīng)用軟件一體化的軟件 ， 其內(nèi)存管理比較簡(jiǎn)單 。 這個(gè) CPU的控制權(quán)由任務(wù)轉(zhuǎn)到 ISRs的過程完全由硬件來(lái)完成 ， VRTX不會(huì)造成任何開銷 。 無(wú)需 VRTX 的介入而直接進(jìn)入 ISRs。 當(dāng)中斷被觸發(fā)時(shí) ， 中斷處理程序就開始運(yùn)行 。 如外部設(shè)備完成數(shù)據(jù)傳輸 ， 實(shí)時(shí)控制設(shè)備出現(xiàn)異常情況等 。 VRTX的中斷 ? 中斷是硬件機(jī)制 , 它向 CPU發(fā)信號(hào) , 表示外部異步事件發(fā)生 。 ? VRTXsa允許將互斥量創(chuàng)建成具有優(yōu)先級(jí)繼承的互斥量以避免優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的情況。一個(gè)互斥量就是一個(gè)同步對(duì)象。為了保護(hù)共享數(shù)據(jù)，必須串行地對(duì)它進(jìn)行訪問。一個(gè)非 0的值表示有多個(gè)資源，供多個(gè)任務(wù)訪問。初始值可以是 0～ 65535。 信號(hào)量 (Semaphore) ? VRTXsa為互斥提供計(jì)數(shù)信號(hào)量。 當(dāng)一個(gè)標(biāo)志處于設(shè)置狀態(tài)時(shí) ， 表示相關(guān)的事件已經(jīng)發(fā)生了 。 32位中的每一位都是表示一個(gè)事件標(biāo)志 。隊(duì)列的長(zhǎng)度相當(dāng)于該種資源的數(shù)目，它決定了有多少個(gè)任務(wù)能夠同時(shí)使用該種資源。（長(zhǎng)度為 1的隊(duì)列從邏輯上來(lái)說就是一個(gè)郵箱）。隊(duì)列是系統(tǒng)管理的結(jié)構(gòu)，用隊(duì)列的 ID號(hào)來(lái)引用它。應(yīng)用應(yīng)將郵箱初始化為一個(gè)恰當(dāng)?shù)闹担簽?0時(shí)，郵箱可用，當(dāng)郵箱用于互斥時(shí)為非 0。允許任務(wù)傳遞 32位的非 0消息。 VRTXsa提供了 郵箱 、 隊(duì)列 、 事件組 、 信號(hào)量 和 互斥量 這五種機(jī)制 。 ? 任務(wù)能以以下方式與其他任務(wù)進(jìn)行同步 。 在多任務(wù)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)中 ， 一項(xiàng)工作的完成往往要通過多個(gè)任務(wù)或多個(gè)任務(wù)與多個(gè)中斷處理過程 (ISRs)共同完成 。 這時(shí)創(chuàng)建多個(gè)任務(wù)的 sc_tcreate調(diào)用指向一個(gè)相同的函數(shù)地址 。 ? 不能夠返回到調(diào)用者 。 一個(gè)用 C語(yǔ)言寫的 VRTXsa 多任務(wù)系統(tǒng)包括了一些作為任務(wù)并行運(yùn)行的函數(shù)和一些作為子程序順序運(yùn)行的函數(shù) 。 這就意味著 VRTXsa 任務(wù)能夠用 C語(yǔ)言提供給函數(shù)的所有機(jī)制 。 時(shí)間片大小的選擇對(duì)系統(tǒng)的有效操作是有影響的 ，時(shí)間片太大 ， 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法就沒有意義 ， 時(shí)間片太小 ， 任務(wù)切換過于頻繁 ， 處理器開銷大 ， 真正用于運(yùn)行應(yīng)用程序的時(shí)間將會(huì)減小 。 大多數(shù)實(shí)時(shí)內(nèi)核都是采用優(yōu)先級(jí) (priority)的調(diào)度算法 。 而調(diào)度算法實(shí)際上就是系統(tǒng)所采取的調(diào)度策略 ， 選擇時(shí)所要考慮的因素很多 。 它是內(nèi)核的一個(gè)重要組成部分 。 調(diào)用名 功能描述 sc tcreate 創(chuàng)建一個(gè)具有優(yōu)先級(jí) ， 任務(wù)號(hào) ， 權(quán)限和任務(wù)代碼起始 地址的任務(wù) sctdelete 刪除用任務(wù) ID和優(yōu)先級(jí)指定的一個(gè)或多個(gè)任務(wù) sctsuspend 掛起用任務(wù) ID和優(yōu)先級(jí)指定的一個(gè)或多個(gè)任務(wù) sctresume 解掛用任務(wù) ID和優(yōu)先級(jí)指定的一個(gè)或多個(gè)任務(wù) sctpiority 改變指定任務(wù)的優(yōu)先級(jí) sctinquiry 查詢指定任務(wù)的狀態(tài) sclock 關(guān)調(diào)度 ， 使調(diào)度鎖加一 scunlock 開調(diào)度 ， 使調(diào)度鎖減一 任務(wù)調(diào)度就是從就緒狀態(tài)的任務(wù)中 , 挑選一個(gè)任務(wù)到處理器上運(yùn)行 。 任務(wù)還可鎖住調(diào)度使其他任務(wù)搶占它 ， 以運(yùn)行其關(guān)鍵的臨界代碼區(qū) 。 ? 任務(wù)可創(chuàng)建其它的任務(wù) 。 VRTXsa根據(jù)優(yōu)先級(jí)和引起重調(diào)度的系統(tǒng)調(diào)用將任務(wù)由一個(gè)狀態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)狀態(tài) 。 激活的任務(wù)具有 運(yùn)行 ， 掛起 和 就緒三種狀態(tài) 。 VRTXsa的任務(wù)任務(wù)有激活和非激活兩種 。 ? 動(dòng)態(tài)性：任務(wù)的狀態(tài)是不斷變化的 。err） ? 與匯編語(yǔ)言的接口 (無(wú) ) 參照 C語(yǔ)言函數(shù)的參數(shù)壓棧順序 ， 按照由左到右的順序壓棧 ，然后在調(diào)用該函數(shù) ， 返回參數(shù)放到相應(yīng)的寄存器中 。 在庫(kù)里面的每一個(gè)函數(shù)都與一個(gè) VRTXsa 系統(tǒng)調(diào)用相對(duì)應(yīng) 。 VRTXsa的庫(kù)與應(yīng)用程序相連 , 且只有應(yīng)用使用到的功能才被裝入 。 在更高的層上 ， 是不能分辨出由軟件提供