ARM教学系统-09 嵌入式操作系统介绍new.ppt

* 嵌入式操作系统——uCOS 任务栈：每个任务有自己单独的栈， ? C/OS-II允许每个任务有不同的栈空间，以便压低应用程序对RAM的需求。 系统服务：?C/OS-II提供很多系统服务，例如邮箱、消息队列、信号量、块大小固定的内存的申请与释放、时间相关函数等。 中断管理：中断可以使正在执行的任务暂时挂起，如果优先级更高的任务被该中断唤醒，则高优先级的任务在中断嵌套全部退出后立即执行，中断嵌套层数可达255层。 稳定性与可靠性： ?C/OS-II自1992年以来有很多商业应用。 常见的嵌入式操作系统介绍 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 提纲 1 3 2 嵌入式操作系统概述 常见的嵌入式操作系统介绍 嵌入式实时操作系统 第九章 嵌入式操作系统介绍 * 嵌入式操作系统的特点 完成某一项或有限项功能； 在性能和实时性方面有严格的限制； 成本和可靠性通常是影响设计的重要因素； 占有资源少、易于连接； 系统功能可针对需求进行裁剪、调整，以便满足最终产品的设计要求。 嵌入式操作系统概述 * 评价嵌入式实时操作系统的指标 嵌入式实时系统中主要有三个指标来衡量系统的性能： 响应时间(Response Time) 生存时间(Survival Time) 吞吐量(Throughput) 嵌入式实时操作系统 * 响应时间 响应时间(Response Time): 是计算机识别一个外部事件到作出响应的时间, 在控制应用中它是最重要的指标。 对于不同的过程有不同的响应时间要求。对于有些慢变化过程具有几分钟甚至更长的响应时间都可以认为是实时的，对于快速过程其响应时间可能要求达到毫秒微秒级甚至更短。 实时性不能单纯从绝对的响应时间长短上来衡量，应当根据不同的对象在相对意义上进行评价。 嵌入式实时操作系统 * 生存时间和吞吐量 生存时间(Survival Time): 是数据有效等待时间, 在这段时间里数据是有效的。 吞吐量(Throughput): 是在一给定时间内, 系统可以处理的事件总数，例如通讯控制器用每秒钟处理的字符数来表示吞吐量。 吞吐量可能是平均响应时间的倒数，但它通常要小一些，因为在每次响应后可能需要一段时间进行清理(clean up),这段时间就称为恢复时间(recovery time)。 实时系统强调的是实时性和可靠性, 这两方面除了与计算机硬件有关(如CPU 的速度, 访问存贮器的速度等)外, 还与实时系统的软件密切相关。硬件是实时的而软件往往不一定是实时的。 嵌入式实时操作系统 * 嵌入式实时操作系统的发展趋势 嵌入式实时操作系统正向实时超微内核(Nanokernel) 开放发展。即将传统操作系统中的许多共性的东西抽象出来构成操作系统的公共基础，即微内核。真正具体的操作系统功能则由构造在微内核之外的服务器实现，这是一种机制与策略分离的开放式设计思路； 开发环境向开放的集成化的方向发展； 由于嵌入式应用软件的特殊性，往往要求应用程序设计者具有一定的实时操作系统的专门知识，能合理地划分任务，合理的配置系统以及目标联机的调试，因此要设计实现一个高性能的实时应用软件需要强有力的交叉开发工具系统的支持。 嵌入式实时操作系统 * 嵌入式操作系统与多任务 多任务运行的实现实际上是靠CPU(中央处理单元)在许多任务之间转换、调度。 在实时应用中，多任务化的最大特点是，开发人员可以将很复杂的应用程序层次化。 嵌入式实时操作系统 * 嵌入式应用中任务的划分 在将一个软件系统分解成并行任务时, 主要需考虑的是系统内功能的异步性； 分析数据流图中的变换, 确定哪些变换可以并行, 而哪些变换在本质上是顺序的,通过这种方法, 划分出任务: 一个变换对应一个任务,或者一个任务包括几个变换； 嵌入式实时操作系统 * 嵌入式应用中任务的划分 I/O 依赖性(Dependency on Input/Output Device) 时间关键性的功能(Time-critical functions-Hard Deadline) 计算量大的功能Heavy Computation function 功能内聚Functional relations 时间内聚Temporal relations 周期执行的功能Cycle executing function 嵌入式实时操作系统 一个变换是应该成为一个独立的任务, 还是应该和其它变换一起组成一个任务, 决定的原则如下: * I/O 依赖性 如果程序依赖于I/O, 那么它运行的速度常常受限于与它互操作的I/O设备的速度。在这种情况下,程序应成为一个独立的任务； 在系统中创建多个与I/O设备相当数