嵌入式实时操作系统作业.docVIP

随着微电子技术、软件技术的飞速发展 ,嵌入式系统广泛应用于生物医学仪器、智能汽车、通信设备、网络设备、仪器仪表、手持设备等领域 ,成为当前研究与应用的热点。按照系统对时间限制的满足程度 ,实时系统可分为硬实时(Hard Real Time)系统和软实时 ( Soft Real Time)系统。硬实时系统是指那些对每个任务调度时间要求非常严格的系统 ,如果不满足时间限制的要求 ,则会对系统带来毁灭性的后果。软实时系统是指那些对每个任务调度时间要求不是很严格的系统 ,即使超过了时间限制的要求 ,也不会对系统带来毁灭性的后果。 ERTOS简介: (1)μC /OS2Ⅱ μC/OS2Ⅱ是一个著名的、源码公开的、抢占式的多任务实时内核 ,由美国嵌入式系统专家 Jean J. Labrosse用 C语言编写 ,专门为嵌入式应用设计的 ,现由 M icrium公司开发维护。μC/OS2Ⅱ的源代码可供学习免费使用 ,但是使用 μC /OS2Ⅱ的产品需要购买产品生产授权。μC /OS2Ⅱ由 60多个系统调用 ,包括任务、时间、信号量、互斥型信号量、事件标志组、邮箱、队列和内存等管理功能。μC /OS2Ⅱ中断处理 ,在四种 ERTOS中是最简单的。一个中断向量上只能挂一个中断服务子程序 ISR,而且用户代码必须都在 ISR中完成 , ISR做的事情比较多 ,中断延时相对较长。系统提供两个函数 OSIntEnter( )和 OSIntExit( )用来进行中断管理。OSIntEnter()通知内核即将开始 ISR,使内核可以跟踪中断嵌套 ,最大嵌套深度为 255。在 ISR的末尾 ,使用 OSInt2Exit()判断中断是否已经脱离了所有的中断嵌套。如果脱离了中断嵌套 ,内核函数需要判断是否有更高优先级的任务进入就绪状态 ,如果有系统要让更高优先级的任务进入就绪状态。在这种情况下 ,中断要返回到更高优先级的任务 ,而不是被中断了的任务 ,因而中断恢复时间要稍长一些。 （2）eCos eCos的全称是“Embedded Configurable Operating System”,源于 Cygnus Solution公司 ,后成为 Redhat的嵌入式部门 ,现由eCosCentric公司开发维护。eCos是一个免费的、无版权限制的(无版税 )、源码开放的、面向深度嵌入式应用的实时操作系统。eCos最大的特点是采用模块化设计 ,可进行源代码级的裁剪配置;提供可选择的多种调度器 (调度算法 ) ;提供多线程管理函数;提供丰富的同步原语;提供可选择的内存分配策略 ;提供定时器和计数器 ;支持中断和延迟中断;支持异常处理 ;提供 ISO C库和数学库 ;具有开放的 AP I接口 ,支持 POSIX AP I,EL / IX兼容和μITRON 3. 02 AP I标准; TCP / IP网络栈;文件系统支持 JFFS2 Flash, RAM和 ROM格式 ;支持远程调试。与其他四种 ERTOS不同的是 eCos将实时内核也作为可选配置之一 ,当系统没有内核时 ,它将作为单任务运行。eCos使用了分层式中断处理机制 ,这种机制将中断处理分为两部分 ,即传统的 ISR 和滞后中断服务程序 (DeferredService Routine, DSR)。这种机制类似于在 L inux中将中断处理分为顶部处理和底部处理。这种机制可以在中断允许时运行 DSR,因此在处理较低优先级的中断时 ,允许别的潜在的更高优先级的中断发生和处理。为了使这种中断模型能够有效地工作 , ISR应当快速运行。如果中断引起的服务量少 , ISR可以单独处理这个中断而不需要 DSR。但是 ,如果中断服务比较复杂 ,则在 ISR中只处理必要的工作 ,这种情况下 , ISR一般仅仅屏蔽中断源 ,通知DSR处理该中断 ,然后结束。eCos会在稍后合适的时间执行这个 DSR,在这个时候系统已经允许进行线程调度了。推迟到这个时候运行 DSR,可以使内核使用简单的同步方式。如果中断源是爆发性的 ,在执行一个被请求的 DSR之前 ,可能已经产生了多个中断并且多次调用了这个 ISR, eCos内核会记录下被调用的 DSR的次数。在这种情况下 ,这个 DSR最终会被调用 ,其中一个参数告诉它有多少个 ISR请求执行这个DSR。通过上述分析可知 : RT2L inux由于采用硬实时解决方案 ,因而中断延时最短;μCL inux由于采用软实时方案 ,中断延时最长;μC /OS2Ⅱ由于采用微内核设计 ,中断机理简单 ,中断延时相对较长; eCos采用可配置微内核设计 ,中断机理复杂 ,中断延时相对较短。 （3）Linux 2.4、2.6 使用了新的调度算法，称为0/1算法。在高负载的情况下执行非常出色，并且在有很多处