嵌入式第一張歸納

嵌入式操作系統(tǒng)

——uC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)信息電子學(xué)院電科系

王成群Email:wangchengqun@手機(jī)公室：10號(hào)樓541嵌入式人才培養(yǎng)體系結(jié)構(gòu)（參考）嵌入式應(yīng)用工程師能力結(jié)構(gòu)嵌入式專業(yè)知識(shí)體系至少一種嵌入式處理器。最好選用當(dāng)前流行的32位處理器，如ARM7、ARM9、Cortex-M0---M4等系列，具體哪種處理器可根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況來(lái)定。至少一種嵌入式操作系統(tǒng)。具體哪種操作系統(tǒng)可根據(jù)學(xué)校實(shí)際情況來(lái)定，但最好選用一種較簡(jiǎn)單、開(kāi)源的嵌入式操作系統(tǒng)，學(xué)生可以直接查看操作系統(tǒng)源代碼，如Linux、μc/osII操作系統(tǒng)。一套嵌入式開(kāi)發(fā)工具。根據(jù)處理器不同選擇不同底層程序開(kāi)發(fā)工具（每種類型的處理器有不同的底層程序開(kāi)發(fā)工具。如ARM處理器流行的開(kāi)發(fā)環(huán)境為ADS），根據(jù)選用的嵌入式操作系統(tǒng)選擇該應(yīng)用平臺(tái)的對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)工具（如Linux系統(tǒng)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)軟件包為GCC套件），以及一些第三方的開(kāi)發(fā)工具，如IAR等。一類開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。目前在嵌入式設(shè)備上的程序絕大多數(shù)采用C語(yǔ)言，因此建設(shè)采用C系列語(yǔ)言為學(xué)習(xí)對(duì)象。嵌入式工程師開(kāi)發(fā)內(nèi)容（1）硬件電路設(shè)計(jì)電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB電路設(shè)計(jì)、電路焊接與調(diào)試等硬件電路，這是典型的電子工程師所完成的工作。（2）Bootloader及底層系統(tǒng)開(kāi)發(fā)Bootloader類似于通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的BIOS，這是由于大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)都需要運(yùn)行操作系統(tǒng)，因此需要一個(gè)加載操作系統(tǒng)的程序，即Bootloader程序，這個(gè)程序的主要工作就是引導(dǎo)操作系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)，Bootloader是由硬件工程師完成的，其主要代碼都是由匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言編寫(xiě)的，并且大量代碼是與硬件直接相關(guān)的。嵌入式工程師開(kāi)發(fā)內(nèi)容（3）操作系統(tǒng)移植由于現(xiàn)有的操作系統(tǒng)并不一定適合當(dāng)前硬件處理器架構(gòu)，故需要對(duì)現(xiàn)有的操作系統(tǒng)內(nèi)核源代碼進(jìn)行適當(dāng)修改，重新編譯，以適應(yīng)新處理器，這一部分工作即所謂的操作系統(tǒng)移植，如ucos或Linux操作系統(tǒng)在ARM上的移植，ucos操作系統(tǒng)即為現(xiàn)有的操作系統(tǒng)，ARM為應(yīng)用處理器平臺(tái)，一般來(lái)說(shuō)，操作系統(tǒng)只有少部分代碼是匯編編寫(xiě)的，但這一部分開(kāi)發(fā)仍然需要工程師熟悉硬件底層結(jié)構(gòu)。（4）驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)由于嵌入式系統(tǒng)是專用系統(tǒng)，大量的驅(qū)動(dòng)程序都需要開(kāi)發(fā)者自己開(kāi)發(fā)，因此，底層軟件開(kāi)發(fā)工程師其中一個(gè)非常重要的開(kāi)發(fā)工作就是驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，一般來(lái)說(shuō)，大量驅(qū)動(dòng)程序仍然是由C語(yǔ)言編寫(xiě)的（少量匯編程序），這一部分開(kāi)發(fā)需要工程師熟悉硬件底層以及軟件設(shè)計(jì)。（5）上層應(yīng)用開(kāi)發(fā)工程圖形界面開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。多用C/C++開(kāi)發(fā)。參考資料：《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-II原理及應(yīng)用》

任哲編著北京航空航天大學(xué)出版社《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用》

符意德著清華大學(xué)出版社《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-II》（第2版）

JeanJ.Labrosse著邵貝貝譯北京航空航天大學(xué)出版社《實(shí)時(shí)系統(tǒng)》（翻譯版）

【美】JaneW.S.Liu著姬孟洛譯高等教育出版社《uC/OS-II標(biāo)準(zhǔn)教程》楊宗德，張兵編著課程備忘錄：學(xué)習(xí)要點(diǎn)：應(yīng)具備良好的操作系統(tǒng)知識(shí)對(duì)嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)有濃厚興趣充分注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，多動(dòng)手，多動(dòng)腦注意關(guān)注業(yè)界嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用情況課程目的：本科程通過(guò)詳細(xì)了解和學(xué)習(xí)uC/OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的內(nèi)核，使同學(xué)們掌握嵌入式操作系統(tǒng)的基本知識(shí)掌握嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的任務(wù)管理和調(diào)度、系統(tǒng)時(shí)鐘、時(shí)間管理、中斷、任務(wù)間的通信和同步、內(nèi)存管理等方法結(jié)合實(shí)驗(yàn)，了解uC/OS-II操作系統(tǒng)的基本應(yīng)用。為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)嵌入式相關(guān)課程和從事嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)等工作打下良好的基礎(chǔ)課程內(nèi)容：嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基本知識(shí)（第一章）uC/OS-II中的任務(wù)管理（第二章）uC/OS-II中的任務(wù)調(diào)度與系統(tǒng)初始化（第三章）uC/OS-II中的系統(tǒng)啟動(dòng)與任務(wù)管理（第四章）uC/OS-II中的任務(wù)間通信機(jī)制（第五章）uC/OS-II中的任務(wù)間單事件同步機(jī)制（第六章）uC/OS-II中的任務(wù)間多事件同步機(jī)制（第七章）uC/OS-II中的內(nèi)存分區(qū)管理（第八章）在ARM7上移植uC/OS-II案例分析（補(bǔ)充）uC/OS-II可裁減性的實(shí)現(xiàn)（補(bǔ)充）第1章嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基本概念計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本概念嵌入式系統(tǒng)的基本概念實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的基本概念uC/OS-II基本知識(shí)簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)：由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、接口及外部設(shè)備等一系列實(shí)際物理設(shè)備構(gòu)成－－“裸機(jī)”計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)：負(fù)責(zé)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的幾類主要資源，如處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)與文檔資源、用戶作業(yè)等進(jìn)行管理，并向計(jì)算機(jī)用戶提供若干服務(wù)。通過(guò)這些服務(wù)，將計(jì)算機(jī)硬件的復(fù)雜操作隱藏起來(lái)，從而為應(yīng)用程序提供一個(gè)透明的操作環(huán)境。操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)中的地位操作系統(tǒng)的作用和功能操作系統(tǒng)的作用為計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)及其他供應(yīng)用程序使用的資源是靠計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)來(lái)管理的，所以它也可看作是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的管理者。為應(yīng)用程序及用戶提供了一個(gè)界面友好，性能穩(wěn)定，安全，高效操作方便的虛擬計(jì)算機(jī)（VirtualMachine）。操作系統(tǒng)的功能處理器的管理存儲(chǔ)器的管理設(shè)備的管理文件的管理網(wǎng)絡(luò)和通信的管理提供用戶接口操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的功能處理器的管理存儲(chǔ)管理網(wǎng)絡(luò)和通信的管理I/O設(shè)備管理文件管理任務(wù)管理任務(wù)表存儲(chǔ)分配表文件目錄設(shè)備表總之，需要一大堆表

嵌入式系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)什么是嵌入式系統(tǒng)？嵌入到對(duì)象體系中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系智能化控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱作嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱“嵌入式系統(tǒng)”?！扒度胄浴?、“專用性”、“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”是其三大要素。以應(yīng)用為中心，計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(非PC智能電子設(shè)備)以應(yīng)用為中心以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)軟件硬件可裁剪適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求嵌入式系統(tǒng)的學(xué)科發(fā)展史與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比的特點(diǎn)：面向特定應(yīng)用；結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)等技術(shù)；軟件和硬件設(shè)計(jì)都要求高效率；軟件、硬件和具體應(yīng)用及行業(yè)特點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合在一起；軟件一般都固化在存儲(chǔ)器或單片機(jī)中。嵌入式系統(tǒng)的學(xué)科發(fā)展史嵌入式微處理器實(shí)時(shí)和多任務(wù)處理能力限定時(shí)間內(nèi)完成多個(gè)任務(wù)集成度高利于小型化存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能強(qiáng)大避免錯(cuò)誤交叉作用低功耗功耗為mW甚至uW級(jí)嵌入式系統(tǒng)誕生于微型機(jī)時(shí)代把微型機(jī)嵌入式到對(duì)象體系中實(shí)現(xiàn)智能控制嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生例如，嵌入到艦船中做成自動(dòng)駕駛儀、輪機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床的主控制器等形成對(duì)象領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科,由對(duì)象領(lǐng)域（如艦船學(xué)科）的電子工程師實(shí)現(xiàn)的沒(méi)有對(duì)象學(xué)科介入，就沒(méi)有嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大分支嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（綜合學(xué)科）嵌入到對(duì)象體系中的計(jì)算機(jī)不再具有通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的形態(tài)與功能通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)學(xué)科）嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展道路不可兼顧的兩大分支通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：高速、海量數(shù)據(jù)處理能力嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：對(duì)象系統(tǒng)智能化控制不同的技術(shù)發(fā)展道路：通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、通用微處理器技術(shù)（現(xiàn)代計(jì)算機(jī)領(lǐng)域）…嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：對(duì)象系統(tǒng)需要的外圍電路與接口電路技術(shù)（現(xiàn)代電子技術(shù)領(lǐng)域）…嵌入式系統(tǒng)解決更小型、更廉價(jià)、更可靠的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，超出了計(jì)算機(jī)學(xué)科范圍要借助電子技術(shù)應(yīng)用科學(xué)的幫助嵌入式系統(tǒng)的多學(xué)科綜合發(fā)展計(jì)算機(jī)專家創(chuàng)造了經(jīng)典的體系結(jié)構(gòu)電子、電器產(chǎn)業(yè)的接力與發(fā)展單片機(jī)直接進(jìn)入電子技術(shù)領(lǐng)域，迅速將傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)轉(zhuǎn)向現(xiàn)代電子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)專家淡出單片機(jī)應(yīng)用，對(duì)象體系的應(yīng)用工程師主導(dǎo)了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展道路后PC時(shí)代計(jì)算機(jī)學(xué)科的新機(jī)遇計(jì)算機(jī)學(xué)科大規(guī)模介入嵌入式系統(tǒng)后PC時(shí)代計(jì)算機(jī)專業(yè)回歸嵌入式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的大企業(yè)化發(fā)展模式松耦合的網(wǎng)絡(luò)/通信技術(shù)發(fā)展嵌入式系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)成熟計(jì)算機(jī)學(xué)科的介入掀起32位熱潮Intel重新進(jìn)軍嵌入式系統(tǒng)嵌入式微處理器簡(jiǎn)史1971年Intel公司推出第一片4位微處理器Intel4004隨后德州儀器公司推出第一個(gè)商用的4位機(jī)TMS1000ROM1024個(gè)字節(jié)，RAM32字節(jié)（64個(gè)4位字），4位輸入接口，19位輸出接口70年代中期陸續(xù)產(chǎn)生了8位機(jī)：Intel公司的Intel8080，Zilog公司的Z80，National半導(dǎo)體公司的NSC800，Intel公司的Intel8085等1980年Intel公司推出MCS-51系列8位單片機(jī)實(shí)施技術(shù)開(kāi)放政策，引起多家公司加盟生產(chǎn)該系列結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品隨后產(chǎn)生了16位、32位單片微處理器TI公司的9904，MSP430，Intel的8086，Motorola的68000，Intel的8096National的32000，Intel的80386，ARM微處理器分為兩種微處理器芯片內(nèi)部?jī)H包含單純的中央處理器單元，稱為一般用途型微處理器（通用型）芯片內(nèi)部不僅包含微處理器，而且包含ROM，RAM，及I/O接口等裝置，稱為單片機(jī)（SingleChipMicro-Controller）單片機(jī)型和通用型的微處理器分類4位8位16位32位64位單片機(jī)型TMS1000COPS8048,80516805,Z8809668200ARM32bCordMips32bCordMips64bCord通用型400440408085,6809Z80,65028086,8028680186,Z800080386,8048668000,奔騰PowerPC620各種不同字長(zhǎng)的嵌入式微處理器應(yīng)用范圍嵌入式微處理器字長(zhǎng)典型應(yīng)用產(chǎn)品4位計(jì)算器，電話，CD隨身聽(tīng)，充電器，玩具，尋呼機(jī)，照相機(jī)，遙控器，防盜器，各種計(jì)量?jī)x器8位電腦顯示器，電視游戲機(jī)，空調(diào)，馬達(dá)控制器，傳真機(jī)，電話答錄機(jī)，尋呼機(jī)，家用電器，各種工業(yè)控制裝置16位移動(dòng)電話，攝像機(jī)，錄像機(jī)，各種多媒體應(yīng)用，各種工業(yè)控制裝置32位工作站，激光打印機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，調(diào)制解調(diào)器，掌上型電腦，路由器，彩色傳真機(jī)，衛(wèi)星定位系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)家電，制導(dǎo)武器，工業(yè)控制裝置64位高級(jí)工作站，多媒體應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的部分應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)專門用于特定任務(wù)嵌入式系統(tǒng)是專用系統(tǒng)，而PC是通用計(jì)算平臺(tái)。這是嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最大區(qū)別技術(shù)融合集計(jì)算機(jī)，通信以及其它高新技術(shù)于一體。例：機(jī)頂盒主要內(nèi)部構(gòu)建為：嵌入式系統(tǒng)、MPEG解碼器和光纖視頻接收器等，多種高技術(shù)集成。有實(shí)時(shí)約束要求系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)分兩種類型時(shí)間關(guān)鍵性約束：必須在某個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)完成任務(wù)，否則由其控制的功能就會(huì)失效。如：飛機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)間敏感性約束：反映時(shí)間越快越好，但超時(shí)后，不會(huì)造成災(zāi)難性后果。嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)（續(xù)）有功耗約束嵌入式系統(tǒng)往往應(yīng)用在移動(dòng)場(chǎng)合或無(wú)人值守的場(chǎng)合，電源共給比較緊缺。如：手機(jī)、GPS定位跟蹤儀軟件精簡(jiǎn)固化嵌入式系統(tǒng)的軟件一旦調(diào)試完畢就裝入ROM中運(yùn)行，一般沒(méi)有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的明顯區(qū)別。一方面有利于控制系統(tǒng)的成本，同時(shí)也利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全系統(tǒng)內(nèi)核小一般用于小型電子裝置，系統(tǒng)資源相對(duì)有限，內(nèi)核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多。如：ENEA公司的OSE分布式系統(tǒng)，內(nèi)核只有5K，uC/OS操作系統(tǒng)最小內(nèi)核只有1.4K，WinCE內(nèi)核為4M多一點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)（續(xù)）高可靠性使用人員多為非計(jì)算機(jī)專業(yè)人士，使用場(chǎng)合不定，環(huán)境條件往往惡劣，因此，其健壯性和可靠性是該類系統(tǒng)的必備條件應(yīng)用于機(jī)器人、軍事電子場(chǎng)合，對(duì)可靠性的要求尤為嚴(yán)格。資源比PC少得多只執(zhí)行有限的任務(wù)，內(nèi)存很小，也不需要太多的外設(shè)資源嵌入式系統(tǒng)需要專用的開(kāi)發(fā)工具只能執(zhí)行程序，本身不提供開(kāi)發(fā)環(huán)境宿主機(jī)：用于程序的開(kāi)發(fā)目標(biāo)機(jī)：嵌入式系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的計(jì)算機(jī)非壟斷市場(chǎng)屬于小型系統(tǒng)，研制周期短，成果見(jiàn)效快，易于獲得知識(shí)產(chǎn)權(quán)。呈現(xiàn)百家齊放、各領(lǐng)風(fēng)騷的局面。嵌入式操作系統(tǒng)什么是嵌入式操作系統(tǒng)運(yùn)行在嵌入式硬件平臺(tái)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)及其所有操作部件、裝置等資源進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、指揮和控制的系統(tǒng)軟件。特點(diǎn)：微型化可裁減性實(shí)時(shí)性高可靠性易移植性嵌入式操作系統(tǒng)通常包括：與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件；系統(tǒng)內(nèi)核；設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口；通信協(xié)議；圖形界面；標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）定義：如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)外部事件的請(qǐng)求，并能及時(shí)控制所有實(shí)時(shí)設(shè)備與實(shí)時(shí)任務(wù)協(xié)調(diào)運(yùn)行，且能在一個(gè)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)事件的處理，那么這種操作系統(tǒng)就是“實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)”兩個(gè)基本要求：邏輯正確：實(shí)時(shí)系統(tǒng)的計(jì)算必須產(chǎn)生正確的結(jié)果時(shí)間正確：實(shí)時(shí)系統(tǒng)的計(jì)算必須在預(yù)定的周期內(nèi)完成硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)：超出響應(yīng)時(shí)間會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性后果往往在硬件上需添加專門用于時(shí)間和優(yōu)先級(jí)管理的控制芯片軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)超出響應(yīng)時(shí)間會(huì)使系統(tǒng)性能下降主要在軟件方面通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)時(shí)限的管理如：uC/OS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS在嵌入式系統(tǒng)中的位置嵌入式硬件平臺(tái)BSP(板級(jí)支持包)KERNELFSTCP/IP設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)備I/O調(diào)試工具其它組件應(yīng)用RTOSC/C++分時(shí)操作系統(tǒng)定義：操作系統(tǒng)可按管理的任務(wù)數(shù)把CPU分成若干個(gè)時(shí)間片，將每個(gè)時(shí)間片分配給一個(gè)任務(wù)，CPU按時(shí)間片輪流執(zhí)行這些任務(wù)。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間沒(méi)有要求如：WindowsCE2.0，uCLinux多用于網(wǎng)絡(luò)，通信，PDA等應(yīng)用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)需要滿足的條件實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)首要特點(diǎn)是實(shí)時(shí)性。為此：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)必須是多任務(wù)的。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核應(yīng)該是可剝奪型的。三個(gè)條件：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)必須是多任務(wù)系統(tǒng)任務(wù)的切換時(shí)間應(yīng)與系統(tǒng)中的任務(wù)數(shù)無(wú)關(guān)中斷延時(shí)的時(shí)間可預(yù)知并盡可能短多任務(wù)的優(yōu)勢(shì)？分成多個(gè)小任務(wù)提高實(shí)時(shí)性，設(shè)計(jì)和維護(hù)方便內(nèi)核的類型不可剝奪型內(nèi)核可剝奪型內(nèi)核任務(wù)的切換時(shí)間－－不受應(yīng)用程序因素的影響中斷延時(shí)自CPU響應(yīng)中斷到CPU專向中斷服務(wù)程序之間所用的時(shí)間不可剝奪型內(nèi)核中斷響應(yīng)示意可剝奪型內(nèi)核中斷響應(yīng)示意嵌入式系統(tǒng)的任務(wù)及嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的任務(wù)對(duì)一個(gè)裝置或設(shè)備的控制任務(wù)，任務(wù)的功能相對(duì)固定，因此在一般情況下嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)支持的典型任務(wù)應(yīng)該是一個(gè)無(wú)限循環(huán)結(jié)構(gòu)C語(yǔ)言編寫(xiě)的任務(wù)代碼：voidmytask(void*pdata){ for(;;) {

用戶編寫(xiě)的代碼; }}嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)主要提供三項(xiàng)服務(wù)內(nèi)存管理多任務(wù)管理外圍資源管理嵌入式操作系統(tǒng)主要都以提供“微內(nèi)核”為主其他由開(kāi)發(fā)人員自己設(shè)計(jì)或外購(gòu)如：窗口系統(tǒng)界面（MiNiGUI）、文件管理模塊、通信協(xié)議（TCP/IP包）嵌入式操作系統(tǒng)的現(xiàn)狀商業(yè)產(chǎn)品WindRiver公司的VxWorks、pSOS微軟公司的WindowsCE手持設(shè)備嵌入式操作系統(tǒng)如：PlamOS、Symbian、WinCE、EPOC源碼開(kāi)放的免費(fèi)產(chǎn)品uCLinuxuC/OS-II

嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介VxWorks美國(guó)WindRiver公司1983年設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)（RTOS），美國(guó)JPL實(shí)驗(yàn)室研制的著名“索杰納”火星車采用該操作系統(tǒng)特點(diǎn)：高可靠性、高實(shí)時(shí)性、高可裁減性，價(jià)格昂貴VxWorks的組成微內(nèi)核I/O系統(tǒng)文件系統(tǒng)完全的TCP/IP協(xié)議棧（基于BSD4.4)板極支持包

（BoardSupportPackage,BSP)目標(biāo)代理（TargetAgent)VxWorks組成框圖WindowsEmbedded（三種家族產(chǎn)品）WindowsCE3.0：一種針對(duì)小容量、移動(dòng)式、智能化、32位、連接設(shè)備的模塊化實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)WindowsNTEmbedded4.0：一種針對(duì)基于PC體系結(jié)構(gòu)解決方案的全功能嵌入式操作系統(tǒng)帶有ServerAppliance的Windows2000：為建立能夠利用Windows2000強(qiáng)大功能的專用服務(wù)器設(shè)備，提供了一種快捷方式pSOS原屬于ISI公司產(chǎn)品，已被WindRiver公司兼并模塊化、高性能的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)PalmOS3COM旗下的PalmComputing掌上電腦公司的產(chǎn)品在PDA市場(chǎng)上占有很大的市場(chǎng)份額PalmOs的特點(diǎn)處理速度快耗電量低，使用時(shí)間長(zhǎng)具備執(zhí)行低內(nèi)存需求應(yīng)用程序的能力與PC間的數(shù)據(jù)交換容易應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)性高PalmOs的開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)工具很多GNUC、Codewarrior以及PocketC專業(yè)程序設(shè)計(jì)者可使用C/C++來(lái)開(kāi)發(fā)，而一般人則可使用程序產(chǎn)生器來(lái)完成Codewarrior是Palm程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域中功能最強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具嵌入式Linux（uCLinux）（自由免費(fèi)產(chǎn)品）開(kāi)放源代碼，不存在黑箱技術(shù)內(nèi)核小、功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定、系統(tǒng)健壯、效率高易于定制剪裁，在價(jià)格上極具有競(jìng)爭(zhēng)力不僅支持x86CPU，還可以支持其他數(shù)十種CPU芯片有大量的且不斷增加的開(kāi)發(fā)工具沿用Unix的發(fā)展方式，遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可以方便地獲得眾多第三方軟硬件廠商的支持內(nèi)核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)方面是非常完整的。提供了對(duì)十兆、百兆、千兆以太網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、令牌網(wǎng)、光纖網(wǎng)、衛(wèi)星等多種聯(lián)網(wǎng)方式的全面支持uC/OS-Ⅱ美國(guó)的JeanLabrosse先生業(yè)余時(shí)間，自己編寫(xiě)的。1992年初發(fā)表了uC/OS，1999年出版了介紹uC/OS-Ⅱ的書(shū)籍。2000年得到了美國(guó)聯(lián)邦航空管理局對(duì)商用飛機(jī)的、符合RTCADO178B標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分類嵌入式實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的種類繁多，大體上可分為兩種，商用型和免費(fèi)型。商用型的實(shí)操作系統(tǒng)功能穩(wěn)定、可靠，有完善的技術(shù)支持和售后服務(wù)，但往往價(jià)格昂貴,如Vxworks、QNX、WinCE、PalmOS等。免費(fèi)型的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在價(jià)格方面具有優(yōu)勢(shì)，目前主要有Linux、eCos和μC/OS-Ⅱ，穩(wěn)定性與服務(wù)性存在挑戰(zhàn)。μC/OS-Ⅱ得到了美國(guó)航空管理局的認(rèn)證，可用在飛行器上。這說(shuō)明μC/OS-Ⅱ是穩(wěn)定可靠的，可用在與人性命攸關(guān)的安全緊要的系統(tǒng)上。本課程講授的就是μC/OS-Ⅱ。它是一個(gè)十分小的內(nèi)核。uC/OS-Ⅱ系統(tǒng)框圖uC/OS-Ⅱ主要特點(diǎn)：公開(kāi)源代碼：http://www.uCOS-II.com可移植性：絕大部分代碼使用ANSIC編寫(xiě)，可移植性較強(qiáng)向上兼容：從uC/OS升級(jí)到uC/OS-Ⅱ很方便可固化可裁減占先式：總是運(yùn)行就緒條件下的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)多任務(wù)：可以管理64個(gè)任務(wù)，其中保留8個(gè)給系統(tǒng)可確定性：函數(shù)調(diào)度與任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間是可知的任務(wù)棧：每個(gè)任務(wù)都有自己獨(dú)立的棧，壓低應(yīng)用程序?qū)AM的要求中斷管理：中斷可以使正在執(zhí)行的程序掛起，終端嵌套層達(dá)255層系統(tǒng)服務(wù)：提供很多的系統(tǒng)服務(wù)，郵箱、消息隊(duì)列、信號(hào)量等穩(wěn)定性與可靠性：1992年以來(lái)已經(jīng)有很多的商業(yè)應(yīng)用軟件品質(zhì)獲得認(rèn)證：2000年7月得到了美國(guó)聯(lián)邦航管理局的認(rèn)證教學(xué)適用性：容易獲得C語(yǔ)言編寫(xiě)的源代碼及注釋為什么選擇學(xué)習(xí)μC/OS-II一.凡從事嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作的人，必須對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)有足夠的了解。二.對(duì)于初學(xué)者，從μC/OS-II開(kāi)始是個(gè)明智的選擇。

1.μC/OS-II麻雀雖小，卻五臟基本全（它是個(gè)微內(nèi)核）。

2.可以學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的一些編程技巧。

3.可以把在學(xué)校中學(xué)到的操作系統(tǒng)抽象概念具體化。

4.具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

5.學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用的好例子。操作系統(tǒng)中經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（數(shù)組）數(shù)組1。同一數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)的集合；2。占用連續(xù)內(nèi)存空間；3。其中的所有元素名稱都相同，但每個(gè)元素都有一個(gè)編號(hào)；4。元素名去掉編號(hào)（下標(biāo)），得到的是數(shù)組名，數(shù)組名是個(gè)指針。inta[10]a[0]a[1]a[2]a[3]a[9]aa+1使用上的特點(diǎn)：1。分類存放；2。檢索速度快且恒定；3。缺點(diǎn)：占用連續(xù)空間大……a+2a+3a+9應(yīng)用：記錄同類事物的表、取口紙操作系統(tǒng)中經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（位圖）位圖是數(shù)組的一種特殊應(yīng)用a[10]（可以記錄80個(gè)事物的狀態(tài)）a[0]a[1]a[2]a[3]a[9]aa+1……a+2a+3a+9應(yīng)用：登記表1/0D7D6D5D4D3D2D1D0操作系統(tǒng)中經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)）1。不同數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)的集合；2。占用連續(xù)內(nèi)存空間；structStudent{

intage;char*name;charsex;};使用上的特點(diǎn)：1。不分類存放，但用來(lái)描述同一事物；2。檢索速度快且恒定；應(yīng)用：通訊錄中的一條記錄、工具箱、廚房等等nextnext兩個(gè)元素的鏈表操作系統(tǒng)中經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（鏈表）structStudent{Student*next

intage;char*name;charsex;};1。同數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)的集合；2。不占用連續(xù)內(nèi)存空間。使用上的特點(diǎn)：1。分類存放，但空間上不連續(xù)（不需要大量的連續(xù)存儲(chǔ)空間）；2。檢索速度慢，且耗費(fèi)的時(shí)間不固定；應(yīng)用：存放大量的較大的表，類似檔案柜操作系統(tǒng)中經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（隊(duì)列）按照先進(jìn)先出的規(guī)則組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以用數(shù)組也可以用鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)主要用于對(duì)象的排隊(duì)操作系統(tǒng)中經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（堆棧）按照先進(jìn)后出規(guī)則組織的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要用數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn)主要用于程序模塊的嵌套運(yùn)行