【正文】 的功能與由硬件提供的功能 ， 每一層都增加了一些功能 。 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 。 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 。 ：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 。 VRTXsa 與VRTX32是向下兼容的 。 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 （ 內核 ） 。 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 。 商業(yè) RTOS及其開發(fā)工具包一般提供了良好的多任務調試環(huán)境 。 ? 提高了開發(fā)效率 、 縮短了開發(fā)周期 。 ? 提高了系統(tǒng)的可靠性 。 RTOS優(yōu)點 ? 商用 RTOS的優(yōu)點： ? 充分滿足了模塊化設計的要求 。 ?RTOS本身 ， 它的核心是 Real Time Kernel， 包括相關的函數(shù)庫 。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 。 例如 ， 一個典型的傳統(tǒng) UNIX系統(tǒng) ， 當它檢測到內核數(shù)據(jù)的誤用 ， 在系統(tǒng)控制臺上發(fā)出失敗消息 ， 將內存內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 。 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 。 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 。 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 。 但是 ， 在RTOS中 ， 允許用戶精細控制任務優(yōu)先級是基本功能 。 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 。 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。 中斷嵌套的作用 。 執(zhí)行 ISR需要的時間 。 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 。 RTOS特點 ?響應性 （ Responsiveness） ： 這是與確定性相關但是不同的特征 。 一個測量操作系統(tǒng)確定性能力的指標是從一個高優(yōu)先級設備中斷到達到開始服務的最大延遲 。 將微內核結構和面向對象操作系統(tǒng)原理結合起來的例子是組件的使用 ， 組件是清楚定義了接口的對象 ， 它們能夠互連起來以預制建筑塊的方式形成軟件 ， 使用組件之間的接口實現(xiàn)組件之間的全部相互作用 。 當一個分布系統(tǒng) （ 如群集系統(tǒng) ）被配置為所有的進程和服務有唯一的標識符 ， 那么似乎在內核模式下存在單一的系統(tǒng)映象 ， 一個進程能夠在不知道目標服務駐留在哪臺機器情況下發(fā)送消息 。 ?分布系統(tǒng)支持 (Distributed system support)： 微內核適合于由分布操作系統(tǒng)控制的群集系統(tǒng) 。 一個小型微內核可以嚴格地進行測試 ， 它使用少量的應用程序接口有助于內核模式之外的操作系統(tǒng)服務代碼提高質量 。 ?可靠性 (Reliability)： 軟件規(guī)模越大 ， 確?？煽啃栽诫y 。 使用微內核結構 ， 加入一個新特點僅僅需要修改或者加入被選擇的服務 ， 新的或者修改的服務影響限制在系統(tǒng)的一個子集 ， 進一步地 ， 修改不需要建立一個新的內核 。 微內核組織的優(yōu)點： ?接口一致 (Uniform interface)： 所有進程請求使用統(tǒng)一的接口 ， 進程不需要區(qū)分內核模式和用戶模式服務 ，由于這些服務全部通過消息傳遞提供 。 盡管微內核里面和外面的分界隨著設計不同而不同 ， 但是共同的特征是 ， 許多傳統(tǒng)上是操作系統(tǒng)一部分的服務現(xiàn)在出現(xiàn)在內核模式外部 ， 這些包括設備驅動程序 、文件系統(tǒng) 、 虛擬內存管理程序 、 窗口系統(tǒng)和安全系統(tǒng) 。 在理論上 ， 這種方法提供了高度的靈活性 、 模塊性和可移植性 。 ? 八十年代后期 ， 國外提出了微內核 (microkernel) （ 如圖） 的思想 ， 即將傳統(tǒng)操作系統(tǒng)中的許多共性的東西抽象出來 ， 構成操作系統(tǒng)的公共基礎 ， 即微內核 ，真正具體的操作系統(tǒng)功能則由構造在微內核之外的服務器實現(xiàn) 。 ? 為了解決這些問題 ， 引入了模塊化程序設計技術 ， 特別是開發(fā)了分層操作系統(tǒng) ( layered operation system)（ 如圖 ） ， 這里功能按照層次組織 ， 相互之間作用只能通過鄰接層 。 這一點從內核技術上看得最為清楚 ， 各個廠商的內核大同小異 ， 通過考察各廠商普遍采用的微內核技術可以很好地看出這一點 。 而商業(yè) RTOS正是基于 UNIX思想的實時多任務操作系統(tǒng) ， 只是為了滿足嵌入系統(tǒng)的特殊需要 ， 系統(tǒng)對于外部事件的響應速度保證不大于某個特定的時間間隔 。 為了避免死鎖 ， 將共享資源統(tǒng)一排序 ， 所 有的任務按序來訪問多個資源 。 沒有必要分為兩個任務 ， 應該 使 高 優(yōu)先級的任務 直接 調用子程序即可 。應該 使用隊列機制就避免這個問題 。 應該將任務變成子程序使用 。 國內常用的操作系統(tǒng) ? Microtec Research公司 (MRI)的 VRTX ? Integrated System公司 (ISI)的 pSOS ? Wind River 公司的 VxWorks。 RTOS及其發(fā)展 ? 實時操作系統(tǒng) IEEE實時 UNIX分委會要求 RTOS及其發(fā)展 ? 嵌入式實時操作系統(tǒng)得到飛速的發(fā)展 ，從支持 8位微處理器到 16位 、 32位甚至 64位 ， 從支持單一品種的微處理器芯片到支持多品種微處理器芯片 , 從只有實時內核到除了內核外還提供其他功能模塊如 :高速文件系統(tǒng) ， TCP/IP網(wǎng)絡系統(tǒng) ， GUI系