嵌入式实时操作系统μCOS原理与实践7
嵌入式实时操作系统
嵌入式实时操作系统第一点:嵌入式实时操作系统的定义与特点嵌入式实时操作系统(Embedded Real-Time Operating System,简称ERTOS)是一种专门为嵌入式系统设计的操作系统,它具有实时性、可靠性和高效性等特点。
嵌入式实时操作系统主要用于控制和管理嵌入式系统中的硬件资源和软件任务,以实现对系统的实时控制和高效运行。
嵌入式实时操作系统的定义可以从以下几个方面来理解:1.嵌入式系统:嵌入式系统是指将计算机技术应用于特定领域,以完成特定任务的计算机系统。
它通常包括嵌入式处理器、存储器、输入输出接口等硬件部分,以及运行在处理器上的软件部分。
嵌入式系统具有体积小、功耗低、成本低、性能高等特点。
2.实时性:实时性是嵌入式实时操作系统最核心的特点之一。
它要求系统在规定的时间内完成任务,并对任务的响应时间有严格的要求。
实时性可以分为硬实时和软实时。
硬实时要求任务在规定的时间范围内完成,不允许有任何的延迟;软实时则允许任务在规定的时间范围内完成,但延迟尽量最小。
3.可靠性:嵌入式实时操作系统需要具备很高的可靠性,因为它们通常应用于对安全性和稳定性要求较高的领域,如航空航天、汽车电子、工业控制等。
可靠性主要包括系统的正确性、稳定性和抗干扰能力等方面。
4.高效性:嵌入式实时操作系统需要高效地利用硬件资源,以实现对系统的实时控制。
高效性主要包括系统资源的利用率、任务的调度算法、内存管理等方面。
第二点:嵌入式实时操作系统的应用领域与发展趋势嵌入式实时操作系统在众多领域都有广泛的应用,下面列举几个典型的应用领域:1.工业控制:嵌入式实时操作系统在工业控制领域具有广泛的应用,如PLC(可编程逻辑控制器)、机器人控制器、工业现场仪表等。
实时操作系统可以实现对工业过程的实时监控和控制,提高生产效率和产品质量。
2.汽车电子:汽车电子领域是嵌入式实时操作系统的另一个重要应用领域。
现代汽车中的电子控制系统,如发动机控制、底盘控制、车身控制等,都需要实时操作系统来保证系统的实时性和稳定性。
嵌入式系统中的实时操作系统设计与应用
嵌入式系统中的实时操作系统设计与应用在嵌入式系统中,实时操作系统扮演着至关重要的角色。
实时操作系统是一种专门设计用于处理实时任务的操作系统,它能够确保任务在规定的时间内得到响应和完成。
在嵌入式系统中,时间敏感性是至关重要的,因此实时操作系统的设计与应用成为了关键之处。
实时操作系统的设计考虑了诸多因素,包括任务调度、中断处理、任务间通信等。
在实时操作系统中,任务调度是一个至关重要的环节。
实时任务可能包含有不同的优先级,因此任务调度器需要能够根据任务的优先级来进行合理的调度,确保高优先级任务能够得到及时响应。
一些常见的调度算法包括优先级调度、循环调度和时间片轮转调度等。
这些调度算法能够根据任务的特性和系统需求来进行选择,以最大程度地提高系统的实时性和性能。
实时操作系统还需要能够处理各种中断事件。
在嵌入式系统中,中断可能来源于外设的请求、定时器的触发等。
实时操作系统需要能够响应这些中断事件,并在相应时间内完成相应的处理。
因此,实时操作系统的中断处理程序需要设计得高效可靠,以保证系统的实时性和稳定性。
除了任务调度和中断处理外,实时操作系统还需要提供任务间通信的机制。
在嵌入式系统中,任务之间可能需要进行信息的交换和共享。
因此,实时操作系统需要提供有效的通信机制,如邮箱、信号量、消息队列等,来满足任务之间的通信需求。
这些通信机制需要能够确保数据的安全性和一致性,以保证系统的正常运行。
在实际应用中,嵌入式系统中的实时操作系统设计与应用贯穿了整个系统开发的过程。
在系统设计阶段,需要根据系统的需求和任务特性来选择合适的实时操作系统,并设计相应的任务调度和中断处理策略。
在系统开发阶段,需要根据实时操作系统的要求来编写任务代码和中断处理程序,并进行系统调试和优化。
在系统部署阶段,需要对系统进行实时性和稳定性测试,确保系统在各种情况下都能够正常运行。
总的来说,在嵌入式系统中,实时操作系统的设计与应用是至关重要的。
通过合理的设计和应用,实时操作系统能够提高系统的实时性和性能,保证系统在各种情况下都能够稳定运行。
第1章 μCOS-II与嵌入式实时操作系统-文档资料
µC/OS-II 操作系统标准教程
人民邮电出版社 出版 杨宗德,张兵 编著 2009年3月
2019/2/21
人民邮电出版社出版 杨宗德编著
1
µC/OS-II 操作系统标准教程
第一章 µC/OS-II与嵌入式实时操作系统
1
实时操作系统概述
2
µC/OS-II内核源代码文档结构
2019/2/21
人民邮电出版社出版 杨宗德编著
15
µC/OS-II 操作系统标准教程
习题
• (1)实时操作系统所遵循的设计原则是什么?实时操作系统与通用操作系 统之间的主要区别是什么?常见的实时操作系统有哪些,主要应用到哪些 领域?
• (2)根据内核是否可以被抢占,实时操作系统分为哪两类,主要区别是什 么? • (3)基于操作系统的应用程序开发与前后台程序开发有什么区别,各有什 么特点? • (4)什么是临界状态,什么是可重入函数和不可重入函数? • (5)临界状态处理的办法有哪些,为什么在操作系统中使用了大量的临界 状态?试分析应用于ARM处理器的µC/OS-II系统中临界状态的处理办法。
3
µC/OS-II基本概念
2019/2/21
人民邮电出版社出版 杨宗德编著
2
µC/OS-II 操作系统标准教程
嵌入式软件系统基本模型
应 用 程 序 层 ( A p p lic a tio n ) FS文 件 系 统 图 形 界 面 GUI 系统管理接口
实 时 操 作 系 统 内 核 系 统 ( RTO S) 板 级 支 持 包 ( BSP) 硬件层
人民邮电出版社出版 杨宗德编著
13
µC/OS-II 操作系统标准教程
嵌入式实时操作系统μCOS原理与实践
内做出响应,任务能够及
精简版面和资源,以最大
到各种形态和尺寸的嵌入
时响应事件的发生。
程度地利用嵌入式设备的
式设备中。
硬件资源。
μCOS的内核组件
任务管理器 ⚙️
中断控制器
时钟管理器 ⏰
中央处理器上的任务即可视为
μCOS使用中断控制器来传递突
μCOS使用时钟管理器来定时和
μCOS中的任务,μCOS使用任
人工智能
分布式系统
μCOS正在通过与人工智能技术的结合,实现自适
μCOS正在实践能跨显著通信协议的分布式任务启
应、自主和自学的操作系统特征,为智能硬件全新
动、任务同步和互相通讯,建造新型的"μCOS-微
的智能附加值和服务提供支持。
服务"形态,为分布式嵌入式实时操作系统提供更
加广泛的应用场景。
号量的任务会等待以执行特定操作的请求,其他任
并使用该消息。
务在必要时释放资源或发信号进行协助。
邮箱
μCOS使用邮箱实现任务断类型
中断服务例程
μCOS支持软件中断和硬件中断。硬件中断是由
μCOS的中断服务例程包括自定义的函数,处理
CPU控制器中的硬件线程触发,而软件中断是
定义和开发用户贡献的应用程序。
μCOS在汽车行业的应用
汽车嵌入式系统
D ashb o ard
μCOS在汽车行业具有广泛的应用,用于控制复杂
μCOS可作为车载多媒体和导航系统的运行平台,
汽车嵌入式系统,如控制发动机、变速器、红外线
具备实时实时处理能力,提高安全性能和用户体验。
传感器等。
自动驾驶汽车
μCOS在自动驾驶汽车行业有很大的应用潜力,可
嵌入式实时操作系统μCOS原理与实践-程序说明
教材 :嵌入式实时操作系统μC/OS分析与实践 电子工业出版社 作者:卢有亮 luyl@ 电子科技大学能源科学与工程学院
1 概述
给出的说明是将程序移植到虚拟WINDOWS平台的说明。 文件包括 1.从网站下载μC/OS操作系统的源代 码(不能用于商业用途) ; 2.笔者实现的实例程序(可使用可参考); 3.针对虚拟平台的移植代码。
本文件首先给出文件结构 然后给出VC6工程的结构及运行示例
2.文件结构
2.1UCOS子目录下的文件
UCOS\CPU子目录下是与移植相关的文件
UCOS\SOURS\CONFIG子目录下是配置文件
2.2 USER子目录下的文件
user.h是书上说有示例程序的声明 user.c是书上说有示例程序的实现代码
2.3根目录下的文件
VC工程组文件和工程文件等 main.c是整个项目(操作系统+移植+演示任务代码)入口文件
3 在VC6上的工程
打开ucos_vc.dsw即可看到左边界面 所有演示例子都在user.c中 在main.c中可调用其中的函数
如内存管理的例子,按书上找到函数名TaskM,将其他的部分注释掉,将 这一部分取消注释。按运行可看到运行结果,然后可查看代码。
谢谢!
嵌入式实时操作系统(μCOS-II)原理与应用-目录与正文-最新版第一部分
目录学习情境一、嵌入式系统概述及集成环境的搭建与使用 (1)一、知识要点:嵌入式系统概述 (1)1.嵌入式系统基本概念 (1)2.嵌入式系统的特点 (2)3.嵌入式系统的应用领域 (3)(1)工业控制领域 (3)(2)信息家电 (4)(3)交通管理、环境监测、医疗仪器 (4)(4)嵌入式Internet应用 (4)(5)军事国防领域 (5)4.嵌入式系统的发展 (6)5.嵌入式系统的开发流程 (7)6.嵌入式系统的调试 (10)(1)在线仿真器(ICE)方式 (10)(2)在线调试器(ICD)方式 (11)(3)监控器方式 (11)7.基于μCOS-Ⅱ的嵌入式系统软件体系结构 (11)二、技能要求:嵌入式系统交叉开发环境的搭建 (2)1.交叉开发环境 (2)2.使用集成开发环境进行软件开发的流程 (2)3.ARM ADS集成开发工具及其组成 (3)(1)ADS集成开发工具 (3)(2)ADS集成开发工具的组成 (3)案例1.ADS 1.2的安装 (4)案例2.ADS集成开发环境的使用 (5)(1)新建工程 (5)(2)配置新建工程 (6)(3)添加文件,完成编译与链接,并生成目标文件.......... 错误!未定义书签。
案例3.其它工具的使用 .............................................................................. 错误!未定义书签。
(1)仿真器的连接与使用................................ 错误!未定义书签。
(2)超级终端的设置及映像下载.......................... 错误!未定义书签。
(3)Source Insight代码编辑器的使用.................... 错误!未定义书签。
学习情境二、嵌入式平台的接口驱动................................................................... 错误!未定义书签。
嵌入式实时操作系统(μCOS-II)原理与应用-目录与正文-最新版第二部分
③链接器选项设置。
在Debug Settings 对话框中选择ARM Linker 列表项,将出现如图1-15所示的ARM Linker选项组对话框。
其中Output 选项卡用于控制链接器进行链接操作的类型。
选择Simple链接类型时,在Output 选项卡的Simple image 文本框中设置链接的Read-Only (只读)和Read-Write(读写)地址,如图2-5所示,链接器将依照所设定的地址映像方式,生成简单的ELF格式的映像文件。
地址0x30008000是开发板上SDRAM 的真实地址,是由系统的硬件决定的。
0x30200000 指的是系统可读写的内存地址。
也就是说,在0x30008000∼0x30200000 之间是只读区域,存放程序的代码段,从0x30200000 开始是程序的数据段,可读可写。
图1-15 设置链接地址范围以上只是一种简单设置,如果程序需要用到标准C 库函数时,可使用scatter 文件来设置链接地址;在标准C 中使用malloc 及其相关的函数,需要使用系统的堆(Heap)空间时,也可以通过scatter 文件来描述系统HEAP 段的位置。
这时,需要按图1-16进行链接地址的设置。
图1-16 通过scatter 文件设置链接地址如图1-16,在Output 选项卡中,选择LinkType 为Scattered,输入scatter文件名为scat_ram.scf;然后切换到Options 选项卡在Image Entry Point 框中输入0x30008000,把程序的入口定位在0x30008000。
(也可以在图1-16 的Command Line 框中直接输入-entry 0x30008000 -scatter scat_ram.scf 进行上述设置。
)针对2410-S 开发板,scat_ram.scf 文件内容如下:LOAD 0x30008000 ;load region{RAM_EXEC +0 ;PC{startup.o (init, +FIRST)* (+RO)}L0PAGETABLE 0x30200000 UNINIT ;about 2MByte offset SDRAM{pagetable.o (+ZI)}STACKS +0x100000 UNINIT ;64KByte under L0 pagetable{stack.o (+ZI)}RAM +0{* (+RW,+ZI)}HEAP +0 UNINITheap.o (+ZI)}EXCEPTION_EXEC 0 OVERLAY ;exception region{exception.o (+RO)}}该文件创建了一个RAM_LOAD程序区域,起始地址为0x30008000和6个数据区域(ROM_EXEC, RAM_EXEC, RAM, HEAP, STACKS, EXCEPTION_EXEC)。
嵌入式实时操作系统UC教案
嵌入式实时操作系统UC/OS-II原理及应用第1章嵌入式实时操作系统的基本概念1.1 计算机操作系统1.1.1 什么是计算机操作系统1、计算机体系构架2、操作系统的作用:1)对计算机系统的主要资源进行管理;2)向计算机用户提供相关服务;3)隐藏计算机硬件,为应用程序提供透明的操作环境。
1.1.2 操作系统的作用和功能1、操作系统的作用为应用程序提供一个界面友好,性能稳定、安全,效率高,操作方便的虚拟计算机2、操作系统的功能1)处理器管理2)存储管理3)设备管理4)文件管理5)网络和通信管理6)提供用户接口1.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统1.2.1 嵌入式系统的基本概念1、什么是嵌入式系统2、嵌入式系统的发展历程微型计算机→单板机→单片机→单片系统3、嵌入式系统的特点1)专用性强2)可裁剪性好3)实时性与可靠性好4)功耗低1.2.2 嵌入式操作系统1、什么是嵌入式操作系统运行在嵌入式硬件平台上,对整个系统及其所操作的部件、装置等资源进行统一协调、指挥和控制的系统软件2、嵌入式操作系统的特点1)微型化2)可裁剪性3)实时性4)高可靠性5)易移植性3、实时操作系统能及时响应外部事件的请求,并能及时控制所有实时设备与实时任务协调运行,且能在一个规定的时间内完成对事件的处理,这种操作系统称为实时操作系统。
4、实时操作系统的基本要求1)实时系统的计算必须产生正确的结果。
(逻辑或功能正确)Logical or Function Correctness)2)实时系统的计算必须在预定的时间内完成。
(时间正确)Timing Correctness5、实时操作系统的分类1)硬实时操作系统(极严格的时间内完成实时任务)2)软实时操作系统(系统完成实时任务的截止时间要求不十分严格)1.2.3 实时操作系统需要满足的条件1、实时操作系统应满足的条件1)必须是多任务操作系统2)任务的切换时间与系统中的任务数无关3)中断延迟的时间可预知并尽可能短1.2.4 嵌入式系统的任务及嵌入实时操作系统1、嵌入式系统的任务由于嵌入式系统所完成的是对一个装置或设备的控制任务,任务的功能相对固定,因此在一般情况下嵌入式实时操作系统所支持的典型任务应该是一个无限循环结构。
嵌入式实时操作系统UCOS原理与实践分析和学习指导
《嵌入式实时操作系统μC/OS原理与实践》分析和学习指导一:图书概况电子科技大学卢有亮的《嵌入式实时操作系统μC/OS原理与实践》在2012.2电子工业出版社出版后受到读者欢迎,因为谁看了谁知道,明白易学.站在客观的角度上分析:优点有:1.比较适合入门,对代码的讲解详细充分, 采用逐层深入,反复认证的方法,通过从数据结构到函数代码再到例程的方法比较容易学懂。
作者根据教学和项目开发,自己整理的思路。
书是老师自己根据教学经验编写的,适合学习。
2.提供容易上手的例程,例程明白易懂,在WINDOWS下可运行无误。
有VC下的工程文件,源代码是2.91的,可单步调试,观察变量内容,这个比贝贝的学习环境直观有效.3.该书事件管理、消息管理及内存管理代码解释也很详细深入。
因此不止是入门,包含了操作系统代码作者的内容。
4.内容充分而价格便宜,纸质比较好(请相信电子工业出版社),书很舒服。
5.网上搜索,提供了部分视频教程。
6.书中源代码解释详细,适合学过点C语言的同学读,门槛不高。
很多读者放映书说的比较其他书详细。
例如TCB就绪链表和空闲链表,ECB的相关数据结构都以图形方式给出,然后代码解析后还给出流程图,基本上每个重要的函数都有解释和流程图,这个其他书是没有的。
7.交流方式多,有问必答。
有什么问题直接联系书中老师的邮箱或微博, 并欢迎加入微群。
缺点有:1.有一些错误之处,虽然可以在微博看到勘误表。
2.没有提供教学光盘,需要在网上下载,视频的第一章部分不是高清的,部分视频有声音不同步的问题.3.移植部分是针对WINDOWS下的虚拟移植及软核FPGA的,没有51单片机的、STM32的、ARM7、9、11的二:图书PPT使用指导教学PPT质量一般,简明易懂。
PPT简明为主,包含了流程图,数据结构图解等,没有大片大片的文字。
PPT在微博有下载地址,315的目前可以下.(原来是在电子工业出版社下载第3个)另外阿莫电子论坛和电子工程师论坛也有下载。
实时嵌入式操作系统μC/OS
实时嵌入式操作系统μC/OS介绍了实时操作系统μC/OS-II的特点和内核结构,并首次实现了μC/OS-II在摩托罗拉处理器MPC上的移植,介绍了移植后OS的应用办法μC/OS-II是一种占先式多任务移植性十分强的免费微控制器实时操作系统,从1992年浮现以来,已在照相机发动机控制和工业等多种领域中得到应用它一方面相对GNU下衍生出来的EOS更小巧且移植便利,实时性更好,更适合工业控制领域应用;另一方面因为是免费的,比用法等商业实时EOS大大节约成本,十分适用于开发有用简约的嵌入式控制程序摩托罗拉的MPC555是建立在PowerPC体系结构上,采纳RISC技术的一款高档适用于精密控制的微控制器其芯片内嵌增强了浮点单元的32位RCPU核心 26KB静态RAM 448KB片内Flash 一个QSMCM(串行通讯模块) 两个TouCAN模块两个TPU 一个MIOS(模块化I/O系统) 两个Q 模块,工作频率达40MHz 另外芯片体积小,仅为2.5cm%26;215;2.5cm%26;215;0.5cm 全部这些特性使其特殊适用于汽车等现场控制领域的嵌入式微控制系统将μC/OS-II移植于MPC555上既有益于MPC和μC/OS-II在车用控制器上的应用,其成绩也可以用于其他嵌入式工业控制领域本次移植中,用法CodeWarrior for PPC 6.5编译调试环境1 移植原理μC/OS-II包括中断管理任务管理时光管理任务之间通信管理和内存管理五方面功能其结构共分三层,1 I层为与处理器相关的代码,在μC/OS-II的Intel 80x86版本上为OS_CPU.H OS_CPU_C.C和OS_CPU_A.ASM三个文件该层完成系统时钟的设置出入中断的管理和任务切换功能,为第II层提供接口 II层包括时光管理任务调度管理任务间的通信管理和内存管理四部分,是OS的主体部分,所有由ANSI C 代码写成,与处理器无关,它为用户应用程序提供接口 III层是用户应第1页共7页。
嵌入式操作系统μCOSII实验okPPT课件
μC/OS-II的任务管理
OSTaskCreate() 建立任务
OSTaskCreateExt() 建立任务扩展版本
OSTaskDel()
删除任务
OSTaskDelReq() 请求删除任务
OSTaskChangePri o()
OSTaskSuspend()
改变任务的优先级 挂起任务
OSTaskResume() 恢复任务
OSTaskStkChk() 堆栈检验
OSTaskQuery() 获得有关任务的信息 14
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
第七章 嵌入式操作系统μCOS-II实验 7.1 μC/OS-II 移植实验 7.2 μC/OS-II 应用实验
1
7.1 μC/OS-II 移植实验 7.1.1实验目的 7.1.2实验设备 7.1.3实验内容 7.1.4实验原理 7.1.5实验操作步骤
2
7.1.1实验目的
了解μC/OS-II移植条件和内核基本结构。 掌握将μC/OS-II内核移植到ARM7处理器 上的方法和步骤。
15
结束语
感谢聆听
不足之处请大家批评指导
ease Criticize And Guide The Shortcomings
讲师:XXXXXX
XX年XX月XX日
16
3
7.1.2实验设备
硬件:Embest S3CEV40实验平台, Embest ARM标准/增强型仿真器套件, PC机。 软件:Embest IDE 2003集成开发环境, Windows 98/2000/NT/XP。
嵌入式实时操作系统μCOS
嵌入式实时操作系统μCOS系统因为它具有软件代码小、高度、响应速度快等特点已经使它在许多领域得到广泛的应用。
从家里的洗衣机、电冰箱,到作为交通工具的自行车、小汽车,到办公室里的远程会议系统等。
嵌入式系统通常由硬件环境和操作系统构成。
在嵌入式操作系统的统一调度管理下实现对全部系统资源的合理利用和分配,达到提高系统性能和有效利用有限资源的目的。
μCOS-Ⅱ作为一个源码开放的嵌入式实时操作系统,同时具有良好的可移植性、可裁剪性、可剥夺性、稳定性和牢靠性等优点,使其成为许多嵌入式操作系统的首选。
本文将μCOS-Ⅱ在的8位处理器芯片HC9S08上移植实现。
2、μCOS-Ⅱ系统结构μCOS-Ⅱ是一个完整的可移植可固化可裁剪的抢占式实时多任务内核。
可以在不需要做很大修改的基础上便利的移植到多种处理器上。
条件是:该处理器要具有一定数量的堆栈,能够用法软件中断,产生定时器中断,此外,编译器要支持可重入代码,并且要能用法汇编实现对处理器内部寄存器的相关操作。
通过μCOS-Ⅱ的管理,使多个任务之间互相协调,分时的占用CPU,实现充分利用资源和实时等相应的功能。
任务通常是一个死循环,用来完成某一特定的功能;一个任务相当于一个线程。
μCOS-Ⅱ可以管理多达64个任务,每个任务都具有一个唯一的合法优先级。
但是,优先级最低的那个任务已经被系统定义为空闲任务,用户不能用法。
用户可以通过函数OSTaskCreate()来创建任务,通过OSTaskDel()来删除任务。
任务可能有以下五种状态:睡眠态、就绪态、运行态、等待状态、中断服务态。
利用不同的系统函数可以实现任务在各状态之间的转换。
μCOS-Ⅱ通过对就绪表的操作总是挑选在就绪任务中优先级最高的那个任务开头运行。
任务级的调度是由函数OSSched()来完成的;而中断级的调度是由OSIntExt()完成的。
任务切换的过程分为两步:将被挂起任务的处理器寄存器状态保存在它的任务堆栈中;将将要执行的任务堆栈中保存的寄存器值弹处第1页共4页。
嵌入式实时操作系统 C OS原理与实践
目录分析
1.1操作系统概述
1.2实时操作系统概 述
1.3任务
1.4基于优先级的不 可剥夺内核
1.5同步与通信 1.6中断和时钟
1.7内存管理 习题
2.2任务控制块初 始化
2.1任务管理数据 结构
2.3操作系统初始 化
2.5任务的删除
2.4任务的创建
2.6任务挂起和恢 复
2.7任务的调度和多 任务的启动
精彩摘录
精彩摘录
每个任务中访问共享资源的那段程序称为临界区(Critical Section 在实时多任务操作系统中,任务应该调用可重入函数,可重入函数是任务中的一个重要概念。 邮箱中的内容却不是信件本身,而是指向消息内容的地址!这个指针是void类型的,可以指向任何数据结构。 务之间的这种制约性的合作运行机制称为任务间的同步。 信号量标识了共享资源的有效可被访问数量,于是要获得共享资源的访问权,就首先要得到信号量这把钥匙。 事件处理的对象主要有信号量、互斥信号量、事件标志组、邮箱、消息队列。 任务的优先级和任务的其他信息,如任务堆栈地址、任务状态、任务等待实践指针、任务延时时间等信息都 保存在一个名为任务控制块(Task Control Block,TCB)的数据结构中。 才能得到运行,响应时间不能确定,因此不适合实时操作系统。 任务控制块、任务空闲链表和任务就绪链表、任务优先级指针表、任务堆栈等,是μC/OS-II内核的核心部 分之一 这样的共享资源称为临界资源(Critical Resource),这种访问共享资源的排他性就是互斥。
嵌入式实时操作系统UCOS原理与实践分析和学习指导
《嵌入式实时操作系统μC/OS原理与实践》分析和学习指导一:图书概况电子科技大学卢有亮的《嵌入式实时操作系统μC/OS原理与实践》在2012.2电子工业出版社出版后受到读者欢迎,因为谁看了谁知道,明白易学.站在客观的角度上分析:优点有:1.比较适合入门,对代码的讲解详细充分, 采用逐层深入,反复认证的方法,通过从数据结构到函数代码再到例程的方法比较容易学懂。
作者根据教学和项目开发,自己整理的思路。
书是老师自己根据教学经验编写的,适合学习。
2.提供容易上手的例程,例程明白易懂,在WINDOWS下可运行无误。
有VC下的工程文件,源代码是2.91的,可单步调试,观察变量内容,这个比贝贝的学习环境直观有效.3.该书事件管理、消息管理及内存管理代码解释也很详细深入。
因此不止是入门,包含了操作系统代码作者的内容。
4.内容充分而价格便宜,纸质比较好(请相信电子工业出版社),书很舒服。
5.网上搜索,提供了部分视频教程。
6.书中源代码解释详细,适合学过点C语言的同学读,门槛不高。
很多读者放映书说的比较其他书详细。
例如TCB就绪链表和空闲链表,ECB的相关数据结构都以图形方式给出,然后代码解析后还给出流程图,基本上每个重要的函数都有解释和流程图,这个其他书是没有的。
7.交流方式多,有问必答。
有什么问题直接联系书中老师的邮箱或微博, 并欢迎加入微群。
缺点有:1.有一些错误之处,虽然可以在微博看到勘误表。
2.没有提供教学光盘,需要在网上下载,视频的第一章部分不是高清的,部分视频有声音不同步的问题.3.移植部分是针对WINDOWS下的虚拟移植及软核FPGA的,没有51单片机的、STM32的、ARM7、9、11的二:图书PPT使用指导教学PPT质量一般,简明易懂。
PPT简明为主,包含了流程图,数据结构图解等,没有大片大片的文字。
PPT在微博有下载地址,315的目前可以下.(原来是在电子工业出版社下载第3个)另外阿莫电子论坛和电子工程师论坛也有下载。
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7.1.2操作系统中与CPU相关的代码解析
7.1.2.1 头文件os_cpu.h
表7.2os_cpu.h定义的数据类型
表7.3 os_cpu.h除类型定义外的其他代码示例
进入临界区有三种方法 : 方法1:定义一个全局变量FlagEn,进入临界区时中断服务程序判定该值 为0,就不进行中断服务。离开临界区时将FlagEn置1。这种方法只在虚拟 平台上使用时使用。其缺点是不能进行中断嵌套。 方法2:OS_ENTER_CRITICAL()时将CPU状态寄存器(如PSW)入栈, 关中断,定时器中断被禁止。OS_EXIT_CRITICAL()时退栈即可恢复CPU 状态寄存器的值,这样中断也恢复到了原来的状态。 方法3:OS_ENTER_CRITICAL()时将CPU状态寄存器(如PSW)的值保 存到局部变量,关中断,定时器中断被禁止。OS_EXIT_CRITICAL()时从 局部变量恢复CPU状态寄存器的值,这样中断也恢复到了原来的状态。这 需要编译器支持处理状态寄存器的值的函数。
7.1.1 μC/OS-II的代码结构
与CPU无关的代码
操作系统配置文件 操作系统头文件
os_config.h ucos_ii.h
内核代码 任务管理 时间管理 信号量管理 互斥信号量管理 消息邮箱管理 消息队列管理 事件标志组管理 内存管理 定时器管理
os_core.c os_task.c os_time.c os_sem.c os_mutex.c os_mbox.c
嵌入式章 移植
▪ 7.1 移植说明 ▪ 7.2 在VC6上实现基于Windows的虚拟
μC/OS-II移植 ▪ 7.3 在基于NIOS软核的FPGA嵌入式系统下
的μC/OS-II移植 ▪ 习题
7.1 移植说明
μC/OS-II作为嵌入式实时操作系统,最终要应用在嵌入式系统上,如单片 机、ARM、FPGA、DSP等。本章中首先给出的就是说明如何移植到虚拟 WINDOWS平台。接下来就是在一个实际的嵌入式系统,基于软核的 FPGA系统下的移植。在掌握了这两个平台的移植后,移植到其他的平台 都是不难实现。
os_q.c os_flag.c os_mem.c os_tmr.c
与CPU相关的代码
处理器相关头文件 处理器相关C代码 处理器相关汇编代码
os_cpu.h os_cpu.c os_cpu_a.asm
移植必看的重要代码:
1.操作系统配置文件os_config.h 2.操作系统头文件ucos_ii.h 3.操作系统内核C文件 4.与CPU相关代码部分
7.2 在VC6上实现基于Windows的虚拟μC/OS-II移植
代码修改
表7.6 移植代码os_cpu.h解析
os_cpu.c中修改的代码
1.堆栈初始化OSTaskStkInit代码实现 表7.7 堆栈初始化函数OSTaskStkInit在虚拟平台下的移植 2.启动高优先级任务OSStartHighRdy代码实现 表7.8 启动高优先级任务函数OSStartHighRdy在虚拟平台下的移植 3.任务切换OSCtxSw表代7码.12实虚现拟平台下的移植中主程序的实现 表7.9 OS_TASK_SW在虚拟平台下的移植 4.中断中的任务切换OSIntCtxSw代码实现 表7.10 OSIntCtxSw 在虚拟平台下的移植 5.时钟中断服务OSTickISRuser代码实现 表7.11 OSTickISRuser 在虚拟平台下的移植 6.主程序代码实现 表7.12虚拟平台下的移植中主程序的实现
7.1.3 μC/OS-II移植步骤
1.选择合适的开发软件,为μC/OS-II操作系统建立一目录,将操作系统内核代码拷 贝到一个目录,最好是该目录下一个子目录。 2.在该目录下创建工程。加入μC/OS-II内核文件到这个工程。 3.建立主程序,如main.c。在主文件中编写TaskStart代码,该代码能设置定时器中 断。在主文件中声明用户堆栈数组,创建用户堆栈。主程序中的入口函数应先执行 操作系统初始化函数os_init,然后使用OsTaskCreate或OsTaskCreateExt创建 TaskStart。之后如果有用户任务应使用OsTaskCreate或OsTaskCreateExt创建所 有用户任务。然后调用OSStart()启动多任务。注意TaskStart的优先级必须是最高 的。 4.根据7.1.2中对os_cpu.h的说明,根据用户硬件环境修改os_cpu.h。 5.根据7.1.2中对os_cpu.c的说明,根据用户硬件环境修改os_cpu.c。 6.编译,下载到硬件运行,查看结果和进行修改,直到成功。
7.1.2.2 包含汇编的C文件os_cpu.c 1候的务C刚2在OO栈存3创4行P寄再5钟.....SPSSO用OO,功堆发运寄器建时存去节OWUSSSSS户S在能栈生行存,等钟器保拍寄ttTCS、aaIa时ntrr对是。了,器接多中存服t)存axttC,stH已CSr钟k控将需中的着种断环务OS器ti而StHwg将、xS中制任要断值是情,境程th的i是SkIgS任RSIIw断hP块务注一设任况那,序n真t非RdaR是务(i服tyr进参意样置务下么所,服实d中t首是中控H8y务行数的。为地被都以是务值断0在i先由g断制x程初地是请该址调要中系程h到处多8将O处块R6序始址,参任和用使断统序任S理任)dO理指TOy化、虽考务任。用中的首务S情务已a开情针SRs之任然本堆务直它任心先堆况启T经始k况uOiC前务这书栈参接进务脏需cn栈下动被S启下krne,函时中的数调行切跳T将I,的i函压S动na的Cg对数候地,用任换动其2Rt但任数入eB多的任.u4或任入任址并它务和。他C初务Os了任.值务1ueOS务口务,转的切非的始切和r堆r务设切指SS。堆地还然到函换中寄化换2t栈T。置换a向用.a栈址没后任数。断存4的r函(在st为函.优在户中2k进、有将务就因的器结数OC。真数先其时被行各运各地是为情也r果S。e,。级他钟调S初行堆址在况压COa是它t然例t最硬中Pa用Se始过栈去中下入将在rEU_后如高t件断。H化,中执断是堆Sx寄堆任使系t的i环c服这在g时不内行产不栈存栈务hh用统就境务e时创R调需容。生同,器看被d汇的绪下程d候建。用要退后的所地起阻y编每任应序运没任。保栈,。以址来塞语1务是也行有务它存给所不0压好、句的毫不就前任的实当各以需入像删将T秒同是,务时现前寄要任刚除C堆进的时B、,