第7章操作系统基础.pptVIP

　　但是，内核本身也增加了应用程序的额外负荷，因为内核提供的服务需要一定的执行时间。额外负荷的多少取决于用户调用这类服务的频率。在设计得较好的应用系统中，内核占用2%～5%的CPU负荷。再有，内核是加在用户应用程序中的软件，因而会增加ROM(程序代码空间)的用量，而内核本身的数据结构还会增加RAM(数据空间)的用量。更主要的是，每个任务都要有自己的栈空间，这会占用相当多的内存(由任务的数量决定)。单片机一般不能运行实时内核，就是因为单片机的RAM非常有限。 7.3.5 任务调度 　　1．非占先式内核 　　非占先式内核(non-preemptive kernel)中各个任务彼此合作，共享CPU。在一个任务的运行过程中，除了中断，不能在该任务未运行完时抢占该任务的CPU控制权。中断服务可使一个高优先级的任务由挂起态变为就绪态，但中断服务以后，CPU的使用权交回给原来被中断了的任务，直到该任务主动释放CPU的控制权，一个新的高优先级的任务才能运行。图5-3表示非占先式内核的运行情况。 图5-3 非占先式内核 　　图5-3中， 　　1：任务在运行过程中被中断。 　　2：若此时中断开着，则CPU进入中断服务子程序(ISR)。 　　3：ISR做事件处理，使一个更高优先级的任务进入就绪态。 　　4：中断服务完成后，使CPU回到原来被中断的任务。 　　5：继续执行该任务。 　　6：直到该任务完成，释放CPU的使用权给其他任务。 　　7：看到有高优先级的任务处于就绪态，内核做任务切换，高优先级的任务才开始处理ISR标志的事件。 　　非占先式内核的优点包括： 　　(1) 响应中断快。 　　(2) 可以使用不可重入函数。由于任务运行过程中不会被其他任务抢占，该任务使用的子函数不会被重入，因此不必担心其他任务正在使用该函数而造成数据破坏。 　　(3) 共享数据方便。 　　2．占先式内核 　　当系统响应时间很重要时，须使用占先式内核。在占先式内核中，最高优先级的任务一旦就绪，便能得到CPU的使用权。当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入就绪态时，当前任务被挂起，那个高优先级的任务立刻得到CPU的使用权开始运行。如果是中断服务子程序使一个高优先级的任务进入就绪态，则当中断完成时，被中断的任务被挂起，优先级高的任务开始运行。占先式内核的执行过程如图5-4所示。 图5-4 占先式内核 第7章　嵌入式操作系统基础 第5章 用Windows 2000组建和配置B/S网络 第7章嵌入式操作系统基础 7.1 引言 7.2 嵌入式操作系统概述 7.3 操作系统的基本概念 7.1 引 言 　　嵌入式系统采用的操作系统一般是实时操作系统(Real Time Operating System，RTOS)，它是嵌入式应用软件的基础和开发平台。RTOS一般是一段嵌入在目标代码中的软件，用户的其他应用程序都建立在它的基础上。 RTOS的引入，解决了嵌入式软件开发标准化的难题。随着嵌入式系统中软件比重不断上升、应用程序越来越大，对开发人员、应用程序接口、程序档案的组织管理成为一个大的课题。引入RTOS相当于引入了一种新的管理模式，对于开发单位和开发人员都是一个提高。基于RTOS开发出的程序，具有较高的可移植性，可以实现90%以上的设备独立，一些成熟的通用程序还可以作为专用库函数产品推向社会。 　　嵌入式软件的函数化、产品化能够促进嵌入式软件模块的复用性，从而降低系统的研发成本。 　　　C/OS-Ⅱ是一个可裁减的、源代码公开的嵌入式实时操作系统。它提供任务调度、任务间的通信与同步、任务管理、时间管理和内存管理等基本功能，现在已经应用于多个领域，非常适合实时操作系统的教学。 7.2 嵌入式操作系统概述 7.2.1 嵌入式实时操作系统 　　一般的，嵌入式操作系统是指支持嵌入式系统工作的操作系统，它在知识体系和技术结构上与通用操作系统没有太大区别。通用操作系统只注重平均性能，如对于整个系统来说，所有任务的平均响应时间是关键，并不关心单个任务的响应时间；而实时系统强调的是实时性，即系统的正确性不仅依赖于计算结果，也依赖于结果产生的时间。因此，实时系统是指一个能够在指定的或者确定的时间内，实现系统功能和对外部或内部、同步或异步事件作出响应的系统。图5-1形象地体现了两者之间的关系。 图5-1 实时操作系统与嵌入式操作系统的关系 7.2.2 典型的嵌入式操作系统 　　1．VxWorks 　　VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1993年设计开发的一种嵌入式实时操作系统。VxWorks拥有良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，是目前嵌入式系统领域中使用最广泛、市场占有率最高的实时操作系统。