arm嵌入式第一章(參考版)
2025-03-11 12:38本頁面
【正文】 另外， TRON的成功還來源于如下兩個(gè)重要的條件： ，形成了較完善的軟硬件配套開發(fā)環(huán)境，較好地形成了產(chǎn)業(yè)化。目前已成為日本事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過工業(yè)界和大學(xué)院校的合作，TRON方案正被逐步用到全新概念的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中。 μC/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?jiān)S可證。 μC/OSII通過了聯(lián)邦航空局（ FAA）商用航行器認(rèn)證。 —— eCos 嵌入式操作系統(tǒng) ? 常見的嵌入式操作系統(tǒng) μC/OSII是一個(gè)源碼公開、可移植、可固化、可裁剪、占先式的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。 eCOS的所有部分都開放源代碼，可以按照需要自由修改和添加。由于采用了軟件組件的方法，使Nucleus PLUS 的各個(gè)組件非常易于替換和復(fù)用。 Nucleus PLUS采用了軟件組件的方法。 —— OSE 嵌入式操作系統(tǒng) ? 常見的嵌入式操作系統(tǒng) Nucleus PLUS是為實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一個(gè)搶先式多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核，其 95％的代碼是用ANSIC寫成的，因此非常便于移植并能夠支持大多數(shù)類型的處理器。 嵌入式操作系統(tǒng) ? 常見的嵌入式操作系統(tǒng) OSE主要是由 ENEA Data AB（瑞典 ENEA嵌入式技術(shù)有限公司） 下屬的 ENEA OSE Systems AB負(fù)責(zé)開發(fā)和技術(shù)服務(wù)的，一直以來都充當(dāng)著實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及分布式和容錯(cuò)性應(yīng)用的先鋒，并保持良好的發(fā)展態(tài)勢。良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(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。 Win CE不僅繼承了傳統(tǒng)的 Windows圖形界面，并且在 Win CE平臺上可以使用 Windows 95/98上的編程工具（如Visual Basic、 Visual C++等）、 使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡單的修改和移植就可以在 Windows CE平臺上繼續(xù)使用。 Windows CE的圖形用戶界面相當(dāng)出色。它保留了 Linux的大部分優(yōu)點(diǎn)： 穩(wěn)定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能、完備的對各種文件系統(tǒng)的支持、以及標(biāo)準(zhǔn)豐富的 API等 。適用于沒有虛擬內(nèi)存或內(nèi)存管理單元 (MMU)的處理器，例如 ARM7TDMI。 uClinux從 Linux ，沿襲了主流 Linux的絕大部分特性。 缺點(diǎn) ：但是，使用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)還需要額外的ROM/RAM開銷， 2~5%的 CPU額外負(fù)荷，以及內(nèi)核的費(fèi)用。通過將應(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)過程大為簡化；而且對實(shí)時(shí)性要求苛刻的事件都得到了快速、可靠的處理。 ?嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)充分發(fā)揮了 32位 CPU的多任務(wù)潛力。使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)因素： ?嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的可靠性。 —— 時(shí)鐘節(jié)拍 嵌入式操作系統(tǒng) ? 使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的必要性 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在目前的嵌入式應(yīng)用中用得越來越廣泛，尤其在功能復(fù)雜、系統(tǒng)龐大的應(yīng)用中顯得愈來愈重要。時(shí)鐘的節(jié)拍式中斷使得內(nèi)核可以將任務(wù)延時(shí)若干個(gè)整數(shù)時(shí)鐘節(jié)拍，以及當(dāng)任務(wù)等待事件發(fā)生時(shí)，提供等待超時(shí)的依據(jù)。這個(gè)中斷可以看作是系統(tǒng)心臟的脈動。中斷服務(wù)子程序做事件處理，處理完成后，程序回到： 1. 在前后臺系統(tǒng)中，程序回到后臺程序； 2. 對非占先式內(nèi)核而言，程序回到被中斷了的任務(wù)； 3. 對占先式內(nèi)核而言，讓進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級最高的任務(wù)開始運(yùn)行。 —— 任務(wù)優(yōu)先級 嵌入式操作系統(tǒng) ? 基本概念 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。每個(gè)任務(wù)都具有優(yōu)先級。如果是中斷服務(wù)子程序使一個(gè)高優(yōu)先級的任務(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)先級高的那個(gè)任務(wù)開始運(yùn)行。最高優(yōu)先級的任務(wù)一旦就緒，總能得到 CPU的控制權(quán)。 —— 非占先式內(nèi)核 嵌入式操作系統(tǒng) ? 基本概念 當(dāng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間很重要時(shí)，要使用占先式內(nèi)核。中斷服務(wù)可以使一個(gè)高優(yōu)先級的任務(wù)由掛起狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。非占先式調(diào)度法也稱作合作型多任務(wù)，各個(gè)任務(wù)彼此合作共享一個(gè) CPU。然而究竟何時(shí)讓高優(yōu)先級任務(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型的內(nèi)核，是非占先式的還是占先式的內(nèi)核。每個(gè)任務(wù)根據(jù)其重要程序的不同被賦予一定的優(yōu)先級。 調(diào)度就是決定該輪到哪個(gè)任務(wù)運(yùn)行了。 內(nèi)核提供必不可少的系統(tǒng)服務(wù)，如信號量、消息隊(duì)列、延時(shí)等。使用實(shí)時(shí)內(nèi)核可以大大簡化應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是因?yàn)閷?shí)時(shí)內(nèi)核允許將應(yīng)用分成若干個(gè)任務(wù)，由實(shí)時(shí)內(nèi)核來管理它們。 —— 任務(wù)切換 嵌入式操作系統(tǒng) ? 基本概念 多任務(wù)系統(tǒng)中，內(nèi)核負(fù)責(zé)管理各個(gè)任務(wù)，或者說為每個(gè)任務(wù)分配 CPU時(shí)間，并且負(fù)責(zé)任務(wù)之間的通信。CPU的內(nèi)部寄存器越多，額外負(fù)荷就越重。這個(gè)過程就稱為任務(wù)切換。這些內(nèi)容保存在任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)保存區(qū)，也就是任務(wù)自已的棧區(qū)之中。實(shí)時(shí)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)過程，包括如何把問題分割成多個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都是整個(gè)應(yīng)用的某一部分，每個(gè)任務(wù)被賦予一定的優(yōu)先級，有它自己的一套 CPU寄存器和自己的?？臻g。為了防止數(shù)據(jù)被破壞，每個(gè)任務(wù)在與共享資源打交道時(shí)，必須獨(dú)占該資源，這叫做互斥。資源也可以是一個(gè)變量、一個(gè)結(jié)構(gòu)或一個(gè)數(shù)組等。 —— 代碼的臨界區(qū) 嵌入式操作系統(tǒng) ? 基本概念 程序運(yùn)行時(shí)
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