小型的嵌入式操作系统μC╱OS-Ⅱ的研究和实现毕业论文.docVIP

目 录 任务书 摘要 Abstract 1 绪论 1 1.1 嵌入式系统 1 1.2 嵌入式处理器 1 1.3 嵌入式实时操作系统（RTOS） 2 1.4 X-RTOS的介绍 3 2 硬件体系结构和软件平台 4 2.1 硬件体系结构 4 2.2 软件平台 4 3 实时系统的基本概念 5 3.1 前后台系统 5 3.2 代码的临界段 6 3.3 资源 6 3.4 共享资源 6 3.5 多任务 6 3.6 任务 7 3.7 任务切换 8 3.8 内核 8 3.9 调度 9 3.10 不可剥夺型内核 9 3.11 可剥夺型内核 10 3.12 时间片轮番调度法 11 3.13 任务优先级 12 3.14 静态优先级 12 3.15 动态优先级 12 3.16 优先级反转 12 4 X-RTOS详细设计及编码实现 15 4.1 X-RTOS内核结构概述 15 4.1.1 临界区 15 4.1.2 任务及其任务控制块 15 4.1.3 就绪表 15 4.1.4 任务调度 18 4.1.5 空闲任务 19 4.2 任务管理 20 4.2.1 建立任务 20 4.2.2 任务堆栈 22 4.2.3 改变任务的优先级 23 4.2.4 挂起任务 25 4.2.5 恢复任务 26 4.2.6 任务休眠 27 4.3 任务通信与同步对象和与对象有关的函数 28 4.3.1 初始化一个事件对象 30 4.3.2 使一个任务处于等待态 31 4.3.3 把一个任务放入就绪队列 32 4.4 信号量 33 4.4.1 创建信号量 34 4.4.2 等待一个信号量 35 4.4.3 释放一个信号量 35 4.5 互斥信号量 36 4.5.1 创建一个互斥信号量 36 4.5.2 等待一个互斥信号量 36 4.5.3 释放一个互斥信号量 37 4.6 消息队列 37 4.6.1 创建一个消息队列 39 4.6.2 从消息队列中得到一个消息 39 4.6.3 往消息队列中放入一个消息 40 4.7 事件组 40 4.7.1 创建一个事件组 40 4.7.2 等待事件组的事件 40 4.7.3 设置事件组的事件 42 总结 43 致谢 44 参考文献 45 绪论 嵌入式系统 随着社会的信息化和网络化的日益加强，对计算机系统小型化、实时性、可靠性的要求越来越高，嵌入式系统正是在这种背景下应运而生。目前嵌入式系统的应用日益广泛，大到波音飞机小到MP3、移动电话都有嵌入式系统的存在，因此 21 世纪也被一些人戏称为“嵌入式系统的世纪” 。 （1）嵌入式系统定义 按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统应定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。 （2）嵌入式系统的特点（与通用PC相比较） 专用性----这是与传统PC最大的区别。嵌入式系统是面向用户，面向产品，面向应用的。它只有和具体的应用相结合才能体现出自己的优势。 高实时性----这是嵌入式系统的基本条件。 嵌入性----嵌入式系统是与具体的环境相结合的，与被控对象紧密连接的。 智能性----操作使用人性化、仪表化。一般很少有人直接参与。 （3）嵌入式系统组成 嵌入式系统主要有两部分组成：嵌入式微处理器等相关硬件和嵌入式操作系统等嵌入式软件。 嵌入式处理器 嵌入式处理器的体系架构可分为三种形式： （1）IP（Intellectual Property）级架构 也就是片上系统SoC（System on Chip）形式，即是依设备功能的需求，将不同的IP单元，集成在一块总片中，它包含有处理器功能，I/O接口功能及嵌入式软件功能。 （2）芯片级架构 依应用系统要求，选用相应的微处理器，如MCU、MPU、DSP、RISC等芯片，并将RAM、ROM（EPROM/EEPROM/Fash）及I/O接口芯片等组成相应的嵌入式系统，相应的系统软件、应用软件是以固件形式固化在ROM中，这是目前常用的嵌入式系统的架构方式。 MCU、MPU属于单片机系列，这是大家熟知的。DSP（Digita Signal Processor）数字信号处理器，它具有数字信号处理能力强，特别适合于声音、图像等多媒体信息系统，但是其常规处理能力不强、寻址范围有限、I/O功能弱及开发平台问题，较少单独作为嵌入式系统的处理器，而是与嵌入式处理器相结合，构成更强大的功能。 RISC（Reduced Instruction Set Computer）型处理器具有结构简单、处理速度快和处理功能强等优点，因此，新型的嵌入式系统大多数采用RISC处理器，