RTOS uCOS-II 原理及应用 -- 1
ucosII多核移植和扩展的原理以及注意事项
uC/OS-II是源码开放、可固化、可移植、可裁剪、可剥夺的实时多任务OS 内核，适用于任务多、对实时性要求较高的场合。
uC/OS-II适合小型系统，具有执行效率高、占用空间小、实时性优良和可扩展性等特点，最小内核可编译至2K。
uC/OS-II内核提供任务调度与管理、时间管理、任务间同步与通信、内存管理和中断服务等功能。
所谓RTOS移植，就是使一个实时内核能在某个微处理器或微控制器上运行。
大部分的uC/OS-II代码试用C写的，但仍需要用C和ASM写一些与处理器相关的代码，这是因为uC/OS-II在读写处理器寄存器时只能通过ASM实现。
要是uC/OS-II正常运行，处理器必须满足一定的条件：处理器的C编译器能产生可重入代码；用C语言就可以打开和关闭中断；处理器支持中断，并能产生定时中断；处理器支持能够容纳一定量数据的硬件堆栈；处理器有将SP和其他CPU reg读出和存储到堆栈或内存中的指令；uC/OS-II移植工作主要包括以下三个方面的内容：(1)修改与处理器核编译器相关的代码：主要在includes.h中，修改数据类型定义说明，OS_ENTER_CRITICAL()、OS_EXIT_CRITICAL()和堆栈增长方向定义OS_STK_GROWTH。
(2)用C语言编写10个移植相关的函数：主要在OS_CPU_C.C中，包括堆栈初始化OSTaskStkInit()和各种回调函数。
(3)编写4个汇编语言函数：主要在OS_CPU_A.ASM中，包括：_OSTickISR //时钟中断处理函数_OSIntCtxSW //从ISR中调用的任务切换函数_OSCtxSW //从任务中调用的任务切换函数_OSStartHighRdy //启动最高优先级的任务uC/OS-II移植的关键问题：(1)临界区访问：uC/OS-II需要先禁止中断再访问代码临界段，并且在访问完毕后重新允许中断，这就使得uC/OS-II能够保护临界段代码免受多任务或ISR的破坏。
uCOS-II的任务切换机理及中断调度优化
uCOS-II的任务切换机理及中断调度优化uC/OS-II的任务切换机理及中断调度优化摘要：μC/OS-II是一种适用于嵌入式系统的抢占式实时多任务操作系统，开放源代码，便于学习和使用。
介绍μC/OS-II在任务级和中断级的任务切换原理，以及这一操作系统基于嵌入式系统的对于中断的处理；相对于内存资源较少的单片机，着重讨论一种优化的实用堆栈格式和切换形式，以提高资源的利用率；结合MSP430单片机，做具体的分析。
关键词：实时多任务操作系统μC/OS MSP430 中断堆栈引言在嵌入式操作系统领域，由Jean J. Labrosse开发的μC/OS，由于开放源代码和强大而稳定的功能，曾经一度在嵌入式系统领域引起强烈反响。
而其本人也早已成为了嵌入式系统会议（美国）的顾问委员会的成员。
不管是对于初学者，还是有经验的工程师，μC/OS开放源代码的方式使其不但知其然，还知其所以然。
通过对于系统内部结构的深入了解，能更加方便地进行开发和调试；并且在这种条件下，完全可以按照设计要求进行合理的裁减、扩充、配置和移植。
通常，购买RTOS 往往需要一大笔资金，使得一般的学习者望而却步；而μC/OS对于学校研究完全免费，只有在应用于盈利项目时才需要支付少量的版权费，特别适合一般使用者的学习、研究和开发。
自1992第1版问世以来，已有成千上万的开发者把它成功地应用于各种系统，安全性和稳定性已经得到认证，现已经通过美国FAA认证。
1 μC/OS-II的几大组成部分μC/OS-II可以大致分成核心、任务处理、时间处理、任务同步与通信，CPU的移植等5个部分。
核心部分(OSCore.c) 是操作系统的处理核心，包括操作系统初始化、操作系统运行、中断进出的前导、时钟节拍、任务调度、事件处理等多部分。
能够维持系统基本工作的部分都在这里。
任务处理部分(OSTask.c) 任务处理部分中的内容都是与任务的操作密切相关的。
包括任务的建立、删除、挂起、恢复等等。
rtos任务调度原理(一)
rtos任务调度原理(一)RTOS任务调度原理解析1. 什么是RTOS任务调度RTOS任务调度是嵌入式系统中实现多任务的关键技术之一。
在实时操作系统(RTOS)中，任务调度负责对系统中的各个任务进行分配执行时间，并控制任务的切换和优先级，以满足实时性和资源利用效率的要求。
2. 任务调度的基本原理任务调度的基本原理是通过任务调度器将系统中的各个任务按照一定的顺序进行调度，让每个任务适时地执行，并根据任务的优先级和调度算法决定任务的切换。
任务的创建和初始化在RTOS中，任务首先需要通过任务创建函数进行创建，然后进行初始化操作。
每个任务都有一个独立的任务控制块(TCB)，用于存储任务相关的信息，如任务栈、任务优先级、任务状态等。
任务的就绪态和阻塞态每个任务可以处于两种状态：就绪态和阻塞态。
就绪态表示任务已经准备好执行，并等待调度器分配CPU时间；阻塞态表示任务因为某些原因暂时无法执行，例如等待事件、资源或延时等。
任务的调度算法任务调度算法是决定任务执行顺序的核心算法。
常见的调度算法有优先级调度、轮转调度、最短剩余时间优先调度等。
根据不同的场景和需求，选择合适的调度算法可以提高系统的实时性和效率。
任务的切换和执行任务调度器根据调度算法决定下一个要执行的任务，并将CPU的控制权从当前任务切换到下一个任务。
任务切换过程包括保存当前任务的上下文、恢复下一个任务的上下文以及切换任务栈指针等操作。
任务执行时，根据任务的优先级和任务需要的时间片进行执行。
3. RTOS任务调度的特点RTOS任务调度具有以下几个特点：实时性RTOS任务调度的目标之一是满足实时性要求。
实时任务能按照预定的时间限制完成，因此高实时性能是RTOS任务调度的重要性能指标。
可预测性任务调度器的调度策略应该是可预测的，即在给定的任务和系统状态下，任务的执行顺序和时间应该是可预测的。
这帮助开发人员更好地对系统行为进行分析和调优。
优先级管理RTOS任务调度器通过任务的优先级来决定任务的执行顺序。
嵌入式实时操作系统RTOS uCOS-II 原理及应用共115页
嵌入式实时操作系统RTOS uCOS-II 原 理及应用
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
RTOS基本原理以及实例分析
RTOS基本原理以及实例分析RTOS (Real-Time Operating System)是一种专用于实时应用程序的操作系统。
RTOS的基本原理包括实时性、可靠性、确定性和效率。
本文将首先解释RTOS的基本原理，然后通过实例分析来展示其应用。
实时性是RTOS的主要特点之一、实时性指的是系统能够及时响应事件、产生正确的结果，并按照预定的时间要求完成任务。
RTOS通过实时调度算法来保证任务的调度和执行。
实时调度算法可以分为静态调度和动态调度两种类型。
静态调度是在编译时或系统启动时进行任务调度计划，动态调度是在运行时根据任务的优先级和状态进行调度。
这种实时调度方式使得RTOS能够满足实时应用程序对任务响应时间和截止时间的要求。
可靠性是RTOS另一个重要的原则。
可靠性指的是系统能够在面对错误和故障时正常工作，维持稳定性。
RTOS通过各种机制来提高系统的可靠性。
例如，RTOS使用任务隔离的方法来确保任务之间的资源不被其他任务访问或修改，避免了资源争用和冲突导致的错误。
此外，RTOS还提供了错误处理机制，当系统发生错误时，可以采取相应的措施，例如重新启动系统或报告错误。
确定性是RTOS的另一个关键原则。
确定性指的是系统的行为在任何情况下都具有可预见性，即任务的执行和调度是可重复的、可靠的。
RTOS通过固定优先级调度算法和任务管理机制来实现确定性。
固定优先级调度算法为每个任务指定固定的优先级，并根据优先级执行任务调度。
任务管理机制则负责任务的创建、删除和切换，确保任务之间的切换具有确定性。
效率是RTOS的另一个重要原则。
效率指的是RTOS能够以最少的系统资源和处理器时间来完成任务。
RTOS通过优化系统的调度算法和任务管理机制来提高系统效率。
例如，RTOS可以使用最短作业优先算法、最高响应比优先算法或最轮转时间片算法等调度算法，根据任务的特性和需求选择最合适的调度算法。
任务管理机制可以通过合理分配任务的执行时间和资源，提高系统的运行效率。
ucos多任务调度的基本原理
ucos多任务调度的基本原理题目：ucos多任务调度的基本原理引言：在嵌入式系统中，任务调度是一个重要而复杂的问题。
为了实现多任务的并发执行，实时操作系统（RTOS）ucos提供了一种成熟而高效的多任务调度方案。
本文将介绍ucos多任务调度的基本原理，包括任务管理、任务优先级、时间片轮转和中断处理等方面，以帮助读者更好地理解和应用ucos。
一、任务管理在ucos中，任务是系统中最基本的执行单位。
ucos的任务管理分为任务创建、任务删除和任务切换几个步骤。
1. 任务创建：ucos通过函数OSTaskCreate来创建任务。
该函数包括了任务的入口函数、任务的堆栈大小和任务的优先级等参数。
在任务创建过程中，ucos为任务分配堆栈空间，并把任务插入到任务就绪表中。
2. 任务删除：当任务完成了它的工作或者不再需要执行时，可以通过函数OSTaskDel来删除任务。
任务删除时，ucos会释放任务占用的资源，并将任务从任务就绪表中移除。
二、任务优先级ucos支持任务的优先级调度，即不同优先级的任务有不同的执行顺序。
优先级越高的任务会先于优先级较低的任务执行。
1. 任务优先级范围：ucos的任务优先级范围是0到ucos最大任务数减1（通常为256）。
优先级为0的任务为最高优先级任务，优先级为ucos 最大任务数减1的任务为最低优先级任务。
2. 任务的优先级设置：任务的优先级可以在任务创建的时候通过函数OSTaskCreate来设置，也可以在运行时通过函数OSTaskChangePrio来修改。
3. 任务的优先级比较和切换：ucos将优先级比较和任务切换过程放在了任务调度中，当有多个任务就绪时，ucos会选择优先级最高的任务执行。
任务调度过程是由ucos内核中的调度器负责的。
三、时间片轮转在ucos中，为了保证不同优先级任务的公平性和实时性，采用了时间片轮转的调度算法。
1. 时间片：时间片是指任务在一次调度中执行的时间。
RTOS内存管理算法
RTOS内存管理算法概论：内存管理实际就是对堆里面的储存空间进行管理，对于向Windows或者Linux都是由操作系统自己管理的。
因为是RTOS，本实验环境的背景是Ucos-II，其本身的内存管理不能灵活动态的管理系统的内存。
对于嵌入式实时操作系统，内存管理要求系统的响应时间要快，同时要能有效的使用有限的内存资源。
1.本算法的原理概述：硬件使用S3C2440，软件是基于UCOS-II版本。
主要的原理是：系统的堆内存在使用的过程中由一些列的结构体管理。
系统存在三个链表，分别是地址链表、空闲内存块链表、使用内存块链表。
在当任务请求一个内存块的时候，首先是在空闲链表中寻找满足的内存块，如果没有满足的，然后再在堆中获取一块内存块。
当释放内存块时，将释放后的内存块顺序插入到空闲链表中。
地址链表记录着系统中在使用的或者没有使用的内存块按照地址顺序链接的表。
使用链表记录着系统中正在使用的链表，没有排序。
空闲链表记录着系统中空闲着的链表，是按照从小到大的顺序排序组织。
系统还专门开辟一个任务，负责处理空闲链表中的相连块的合并操作。
当系统处于空闲状态时，系统进入内存管理任务，此任务检查是否有需要合并的空闲内存块，如果有，则合并之。
2.算法中涉及到的数据结构：typedef struct mem_control_block {unsigned int is_available; //这是一个标记unsigned int size; //这是实际空间的大小,用户需要的空间字对齐之后的空间struct mem_control_block * p_addr_next;/* 初始化的时候建立*/struct mem_control_block * p_size_next;/* 按照大小排序用的*/struct mem_control_block * p_used_next;/* 在使用的过程中的排序*/void * addr;/* 记录分配给用户的地址*/};数据结构说明：mem_control_block用于管理内存块的结构体记录了内存块是否有效、内存块的实际大小（注意这个大小是用户能够得到的大小），实际开辟的大小是用户得到的大小+结构体信息所占用的大小。
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。
ucos-ii的工作原理
ucos-ii的工作原理自我感觉对ucos-ii已经很熟悉了，但是在一次面试的时候，被问及ucos的工作原理，却不知道怎么叙说，从那叙说，恨啊现在网络上搜了一篇，感觉写的蛮好的，借用一下，留作以后回顾（具体作者不详，所以无法署其姓名，望原创见谅）。
uC/OS-II是一种基于优先级的可抢先的硬实时内核。
要实现多任务机制,那么目标CPU必须具备一种在运行期更改PC 的途径,否则无法做到切换。
不幸的是,直接设置PC指针,目前还没有哪个CPU支持这样的指令。
但是一般CPU都允许通过类似JMP,CALL这样的指令来间接的修改PC。
我们的多任务机制的实现也正是基于这个出发点。
事实上,我们使用CALL指令或者软中断指令来修改PC,主要是软中断。
但在一些CPU上,并不存在软中断这样的概念,所以,我们在那些CPU上,使用几条PUSH指令加上一条CALL指令来模拟一次软中断的发生。
在uC/OS-II里,每个任务都有一个任务控制块(Task Control Block),这是一个比较复杂的数据结构。
在任务控制快的偏移为0的地方,存储着一个指针,它记录了所属任务的专用堆栈地址。
事实上,在uC/OS-II内,每个任务都有自己的专用堆栈,彼此之间不能侵犯。
这点要求程序员在他们的程序中保证。
一般的做法是把他们申明成静态数组。
而且要申明成OS_STK类型。
当任务有了自己的堆栈,那么就可以将每一个任务堆栈当前位置，记录到前面谈到的任务控制快偏移为0的地方。
以后每当发生任务切换,系统必然会先进入一个中断,这一般是通过软中断或者时钟中断实现。
然后系统会先把当前任务的堆栈地址保存起来,紧接着恢复要切换的任务的堆栈地址。
由于所要切换的任务堆栈里一定也存的是地址（还记得我们前面说过的,每当发生任务切换,系统必然会先进入一个中断,而一旦中断CPU就会把地址压入堆栈）,这样,就达到了修改PC为下一个任务的地址的目的。
RTOS基本原理以及实例
RTOS基本原理以及实例RTOS（Real-Time Operating System）是一种实时操作系统，用于处理实时任务，并具有更好的响应能力和可靠性。
它的基本原理是通过对任务进行优先级调度和时间片分配，使得高优先级的任务能够及时得到响应和执行，并确保系统能够在特定时间限制内完成任务的执行。
RTOS的基本原理包括以下几点：1.任务管理：RTOS将系统划分为多个任务，每个任务都有自己的优先级和执行周期。
管理器根据任务的优先级来调度任务的执行顺序，并根据任务的执行周期来安排任务的执行时间。
2.中断处理：RTOS通过中断机制来响应外部事件的发生。
当中断事件发生时，RTOS会暂停当前任务的执行，并立即执行与中断事件相关的中断处理程序，以保证中断事件能够及时得到处理。
3.任务切换：任务切换是RTOS的核心机制之一，它实现了任务的快速切换和切换时的上下文保存与恢复。
任务切换可以在任务执行完毕或者遇到中断时发生，使得系统能够及时响应其他任务的执行。
4.资源管理：RTOS能够对系统的资源进行管理和分配，包括内存、设备、文件等。
它可以根据任务的优先级和需求来动态分配资源，并控制资源的使用方式，以避免出现资源竞争和冲突。
5.实时性保证：RTOS的设计目标之一就是保证任务的实时性。
它通过优先级调度和时间片分配的方式，保证高优先级任务能够及时得到响应和执行，并确保系统能够在特定时间限制内完成任务的执行。
实际上，RTOS已经得到了广泛的应用。
以下是几个常见的RTOS实例：1. FreeRTOS：作为一种开源的RTOS，FreeRTOS具有小巧、高效、稳定的特点，广泛应用于嵌入式系统中。
它提供了丰富的任务管理、中断处理和资源管理的功能，并支持多种平台，如ARM、AVR等。
2. VxWorks：作为一种商业化的RTOS，VxWorks具有强大的实时性和可靠性，广泛应用于航空、航天等领域的实时系统中。
其核心机制主要包括任务管理、中断处理、资源管理和消息传递等。
uCOS-II移植总结
u C/OS-II移植总结RTOS移植牵涉到软件平台—编译器、硬件平台—CPU，移植前需要了解CPU及编译器的一些基本特点。
1、编译器a、堆栈运行原理本次移植的软件平台为CodeVision编译器，它的堆栈由两部分组成：硬件堆栈（HardStack）用来保存中断及函数调用的返回地址，它的大小将影响函数调用嵌套的深度，实际大小应根据中断及函数嵌套的深度来决定，并留有一定的裕度。
硬件堆栈由CPU中的指针SP实现。
软件堆栈（SoftStack）用来分配局部变量及传递参数。
在此次移植中，由CPU中的Y指针模拟实现。
b、堆栈指针所指向的单元是否为可用单元大多数编译器生成的代码，其堆栈指针所指向的单元为可用单元，也就是说在将数据压入堆栈前不用再调整堆栈指针，堆栈指针在上一次使用完后已经调整好了。
前面所说的硬件堆栈（HardStack）即为这种类型。
还有一种堆栈，其指针所指向的单元为不可用单元，在向堆栈压入数据前需调整堆栈指针，软件堆栈（SoftStack）即为这种类型。
软件堆栈设计为这种形式完全是为了适应A VR指令和软件堆栈增长方向与硬件堆栈增长方向相同。
软件堆栈（SoftStack）由Y指针模拟实现，但在A VR的指令集中只有：LD Rd,Y+ LD Rd,–Y ST Y+,Rr ST –Y,Rr要实现向下增长的堆栈就只能使用ST –Y,Rr和LD Rd,Y+。
指针指向的单元已压入数据，因此使用前需调整指针，而ST –Y,Rr正好能完成这个动作。
c、多字节变量在宽度为单字节的存储器中的分配规则多字节变量指定义为int、long int、float、double等类型的变量。
在CodeVision编译器遵循的原则是：变量低字节部分分配在内存的低地址单元，变量高字节部分分配在内存高地址单元。
如：int a a为双字节变量，其低字节保存在内存的0x24H，则高字节保存在内存的0x25H。
了解这些变量在内存中存储形式是为了能够在在线汇编中正确操作它们。
uCOS-II内核详解
UC/OS-II内核详解一．内核概述：多任务系统中，内核负责管理各个任务，或者说为每个任务分配CPU时间，并且负责任务之间的通讯。
内核提供的基本服务是任务切换。
之所以使用实时内核可以大大简化应用系统的设计，是因为实时内核允许将应用分成若干个任务，由实时内核来管理它们。
内核本身也增加了应用程序的额外负荷，代码空间增加ROM的用量，内核本身的数据结构增加了RAM的用量。
但更主要的是，每个任务要有自己的栈空间，这一块吃起内存来是相当厉害的。
内核本身对CPU的占用时间一般在2到5个百分点之间。
UC/OS-II有一个精巧的内核调度算法,实时内核精小，执行效率高，算法巧妙,代码空间很少。
UC/OS-II的内核还可以被裁剪，Hmax中RTOS的就是一个被高度裁剪过的UC/OS-II。
二．任务控制块 OS_TCB：uC/OS-II的TCB数据结构简单，内容容易理解，保存最基本的任务信息，同时还支持裁减来减小内存消耗，TCB是事先根据用户配置，静态分配内存的结构数组，通过优先级序号进行添加，查找，删除等功能。
减少动态内存分配和释放。
因为依靠优先级进行TCB分配，每个任务必须有自己的优先级，不能和其他任务具有相同的优先级。
typedef struct os_tcb{OS_STK *OSTCBStkPtr;#if OS_TASK_CREATE_EXT_ENvoid *OSTCBExtPtr;OS_STK *OSTCBStkBottom;INT32U OSTCBStkSize;INT16U OSTCBOpt;INT16U OSTCBId;#endifstruct os_tcb *OSTCBNext;struct os_tcb *OSTCBPrev;#if (OS_Q_EN && (OS_MAX_QS >= 2)) || OS_MBOX_EN || OS_SEM_ENOS_EVENT *OSTCBEventPtr;#endif#if (OS_Q_EN && (OS_MAX_QS >= 2)) || OS_MBOX_ENvoid *OSTCBMsg;#endifINT16U OSTCBDly;INT8U OSTCBStat;INT8U OSTCBPrio;INT8U OSTCBX;INT8U OSTCBY;INT8U OSTCBBitX;INT8U OSTCBBitY;#if OS_TASK_DEL_ENBOOLEAN OSTCBDelReq;#endif} OS_TCB;.OSTCBStkPtr是指向当前任务栈顶的指针。
ucosii互斥信号量的用法
ucosii互斥信号量的用法在嵌入式系统中，互斥信号量是一种非常重要的同步机制，它可以用来保护对共享资源的访问，防止多个任务同时访问而造成的数据冲突。
ucosii实时操作系统就提供了这种机制，使用互斥信号量可以保证在任何时刻只有一个任务在访问共享资源。
一、什么是互斥信号量在ucosii中，互斥信号量是一种特殊的二进制信号量，它的值可以为0或1，用来表示该资源是否被占用。
如果该资源的所有者允许其他任务访问，则该信号量的值为1；否则为0。
在任何时刻，只有一个任务能够访问被保护的资源，因此互斥信号量也被称为互斥锁。
二、互斥信号量的使用在使用互斥信号量时，需要先定义一个信号量对象，然后在需要保护的临界区前面使用semop()函数来设置信号量的值。
当其他任务需要访问被保护的资源时，需要先获取该信号量，进入临界区后释放该信号量。
具体步骤如下：1.定义一个信号量对象semaphorelock；2.在需要保护的临界区前，使用semop()函数设置信号量的值为1；3.其他任务需要访问被保护的资源时，使用semop()函数获取该信号量；4.进入临界区后释放该信号量；5.避免在其他任务释放信号量之前访问临界区，否则可能会发生竞争条件（racecondition）。
三、使用示例下面是一个使用ucosii互斥信号量的示例代码：#include"os.h"#defineKEY1#defineNO_KEY0voidtask1(void*arg){while(1){//获取互斥锁if(semop(lock,&req,1)==-1){//获取失败，等待其他任务释放锁}else{//进入临界区//对共享资源进行操作}}}voidtask2(void*arg){while(1){//释放互斥锁semop(lock,&rel,1);}}在上面的代码中，task1和task2分别代表两个任务。
task1在访问共享资源之前需要获取互斥锁，否则会一直等待；task2则负责释放互斥锁，以便其他任务可以访问共享资源。
嵌入式实时操作系统ucosii
医疗电子
ucosii在医疗电子领域 中应用于医疗设备、监
护仪、分析仪等。
物联网
ucosii在物联网领域中 应用于传感器节点、网
关、路由器等设备。
02
ucosii的体系结构与内核
任务管理
任务创建
ucosii提供了创建新任务的函数，如 OSTaskCreate()，用于创建新任务。
任务删除
ucosii提供了删除任务的函数，如 OSTaskDelete()，用于删除不再需要的任 务。
时间管理
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02
03
时间节拍
ucosii通过定时器产生固 定时间间隔的节拍信号， 用于任务调度和时间管理 。
超时处理
ucosii支持超时机制，当 某个任务等待时间超过预 定阈值时触发相应的处理 函数。
时间函数
ucosii提供了一系列时间 函数，如OSTimeDly()、 OSTimeTick()等，用于时 间相关的操作和控制。
智能家居
ucosii适用于智能家居领域，可应用于 智能家电控制、家庭安全监控等场景。
02
03
医疗电子
ucosii适用于医疗电子领域，如医疗设 备控制、病人监控等，其可靠性和实 时性为医疗系统提供了有力保障。
THANKS。
应用软件的开发
任务管理
在UCOSII中，任务是用来实现应用程序功能的。在进行应用软件的开发时，需要创建和管理任务。这包括任务的创 建、删除、挂起和恢复等操作。
任务间通信
为了实现任务间的协同工作，需要进行任务间通信。UCOSII提供了信号量、消息队列、互斥量等机制来实现任务间 通信。在进行应用软件的开发时，需要利用这些机制来实现任务间的同步和数据交换。
uCOSII原理及应用
任务控制块
用于存储任务的运行状态和控制信息，包括任 务的优先级、状态、堆栈指针等。
任务切换函数
用于实现任务之间的切换，包括保存当前任务的上下文和恢复下一个任务的上 下文。
ucosii的任务管理
创建任务
通过调用ucosii提供的函数， 创建新的任务并分配相应的 资源。
在物联网应用中，ucosii能够为各种智能硬件提供统一的操 作系统平台，实现设备的互联互通和智能化管理。同时， ucosii还提供了丰富的中间件和驱动程序，方便开发者快速 开发出各种智能硬件和应用软件。
ucosii在嵌入式系统中的应用
嵌入式系统是指嵌入到硬件中的计算机系统，具有特定的功能和性能要求。ucosii作为一种实时操作 系统，在嵌入式系统中也有着广泛的应用。
调试工具
使用JTAG、SWD等调试工具，通过串口、网络等方式与目标板进行通信，实现程序的 下载、运行、断点设置等操作。
调试步骤
首先确认硬件连接正确，然后通过调试工具将程序下载到目标板中，设置断点并运行程 序，观察程序运行过程中变量的变化和程序的执行流程。
常见问题
硬件连接问题、调试工具配置问题、程序编译错误等。
ucosii的性能分析
性能指标
响应时间、吞吐量、资源利用率等。
分析方法
通过代码审查、性能测试、瓶颈分析等方法，找出影响性能的 关键因素，如算法复杂度、内存访问模式、IO性能等。
优化建议
针对分析结果，提出优化建议，如改进算法、优化数据结 构、减少IO操作等。
ucosii的优化建议
算法优化
通过改进算法，减少计算量和复杂度，提高程序执行效率。
易用性
uCOS-II嵌入式操作系统介绍与移植
OSStartHighRd
1、该函数是在OSStart函数中调用 2、负责从最高优先级任务的TCB中获得该任务的堆
栈指针sp，并依次将cpu现场恢复，这时系统就将 控制权交给用户创建的该任务进程，直到该任务被 阻塞或者被其他更高优先级的任务抢占cpu 3、该函数仅在多任务启动时被执行一次，用来启 动之前创建的第一个，也就是最高优先级的任务执 行
3、可从网站上获 得全部源码及其在各种体系结构平 台上的移植范例。
uC/OS-II特点
1、uC/OS-II内核具有可抢占的实时 多任务调度功能
2、提供了许多系统服务，如信号量、 消息队列、邮箱、内存管理、时间 函数等
3、这些功能可以根据不同的需求进 行裁减。
uC/OS-II的移植
ARM处理器相关宏定义
1、退出临界区
#defineOS_ENTER_CRITICAL() ARMDisableInt()
2、进入临界区
#defineOS_EXIT_CRITICAL() ARMEnableInt()
堆栈增长方向
1、堆栈由高地址向低地址增长，这个也 是和编译器有关的，当进行函数调用时， 入口参数和返回地址一般都会保存在当 前任务的堆栈中，编译器的编译选项和 由此生成的堆栈指令就会决定堆栈的增 长方向。
#define OS_STK_GROWTH 1
OS_CPU.c的移植
1、任务堆栈初始化 2、系统hook函数 3、中断级任务切换函数
任务堆栈初始化OSTaskStkInit
1、由OSTaskCreate或OSTaskCreateExt调用 2、用来初始化任务的堆栈并返回新的堆栈指针stk。
退出/进入临界区函数 ARMDisableInt/ARMEnableInt
嵌入式实时操作系统ucosII
嵌入式实时操作系统ucosIIucosII是一款源代码公开、可免费使用的嵌入式实时操作系统。
它是由德国嵌入式系统专家brosse于1992年编写完成的，主要适用于嵌入式系统的开发。
ucosII具有源代码短小精悍、可移植性好、稳定性高等优点，被广泛应用于各种嵌入式系统中。
源代码短小精悍：ucosII的源代码只有几百KB，相对于其他RTOS来说，其代码量较小，易于理解和修改。
可移植性好：ucosII采用了可移植性的设计方法，可以在不同的处理器和编译器上进行移植和优化。
稳定性高：ucosII在各种嵌入式系统中得到了广泛应用，其稳定性和可靠性得到了充分的验证。
支持多任务：ucosII支持多任务处理，可以同时运行多个任务，提高系统的效率和响应速度。
实时性：ucosII具有较高的实时性，可以满足各种实时性要求高的应用场景。
可扩展性：ucosII具有较好的可扩展性，可以根据需要进行功能扩展和优化。
系统内核：包括任务调度、任务管理、时间管理、内存管理等核心功能。
中断处理程序：处理各种中断请求，包括硬件中断、软件中断等。
系统API：提供了一套完善的API函数，方便应用程序的开发和调试。
调试和测试工具：包括各种调试和测试工具，如内存检查工具、性能分析工具等。
ucosII被广泛应用于各种嵌入式系统中，如工业控制、智能家居、智能交通、航空航天等。
其应用场景涵盖了消费类电子产品、医疗设备、通信设备、汽车电子等领域。
ucosII作为一款源代码公开、可免费使用的嵌入式实时操作系统，具有短小精悍、可移植性好、稳定性高等优点。
它广泛应用于各种嵌入式系统中，为应用程序的开发提供了便利和支持。
其可扩展性和实时性也使得它在各种领域中具有广泛的应用前景。
随着嵌入式系统的广泛应用，对嵌入式操作系统的需求也日益增长。
uCOSII是一种流行的实时嵌入式操作系统，具有轻量级、实时性、可扩展性等优点。
本文将介绍如何在AT91平台上实现uCOSII的移植。
uCOS-II简介
4.1OC/OS-II简介UC/OS-II 是一种基于优先级的可抢先的硬实时内核。
自从92 年发布以来，在世界各地都获得了广泛的应用，它是一种专门为嵌入式设备设计的内核，目前已经被移植到40 多种不同结构的CPU 上，运行在从8 位到64 位的各种系统之上。
尤其值得一提的是，该系统自从2.51版本之后，就通过了美国FAA 认证，可以运行在诸如航天器等对安全要求极为苛刻的系统之上。
鉴于UC/OS-II 可以免费获得代码，对于嵌入式RTOS 而言，选择UC/OS 无疑是最经济的选择。
需要说明的是，UC/OS-II 作为一个实时操作系统只提供了多任务调度等基本功能，这在实际应用中显然是不够的。
除了移植好的操作系统内核部分，还必须有文件系统，全部硬件的驱动程序，图形API，控件函数，综合提高的消息函数以及几个系统必须的基本任务，象键盘，触摸屏，LCD 刷新等。
有了这些，UC/OS-II 才能实现复杂的功能。
特殊需求的地方还需要像USB通信协议，TCP/IP 协议等更复杂的软件模块。
博创提供的UC/OS-II 库文件中包含了上述大部分功能，基于库的开发变的非常简单，在基本的程序框架下应用我们提供的丰富API 函数即可。
实际开发中，用户的工程中无需包括UC/OS-II 的源代码，只需要包括库文件即可。
当然，用户也可以了解库中部分代码的源文件，可以根据自己的需求就行重新编译，也可以对自己的一系列源文件生成一个专门的库，方便自己后续工作。
UC/OS-II 的开发中，应用程序和操作系统是绑在一起编译的，所生成的system.bin 文件是唯一的可执行文件，其中包括了所需要的UC/OS-II 代码和被用到的驱动程序等函数代码，以及应用程序的代码。
system.bin 文件是存放在平台的16M FLASH 中的，在系统启动时由BIOS依靠文件系统从FLASH 中读入到SDRAM 中，然后把控制转移到该代码上，完成所谓的引导。
ucos-ii工作原理
ucos-ii工作原理uC/OS-II（Micro C/Operating System-II）是一种用于嵌入式系统的实时操作系统。
它的工作原理可以简单归纳为以下几个步骤：1. 任务管理：uC/OS-II使用优先级调度算法管理多个任务。
每个任务都有一个优先级，高优先级的任务会优先执行。
uC/OS-II通过一个任务控制块（TCB）来管理每个任务的信息，包括任务的状态、堆栈信息、优先级等。
2. 中断处理：uC/OS-II可以处理多种类型的中断。
当发生中断时，uC/OS-II会根据中断类型进行相应的处理，并且可以自动切换到中断服务程序（ISR）进行执行。
中断服务程序中的代码通常是短小且高效的，用于处理特定的中断事件。
3. 任务切换：uC/OS-II使用抢占式的任务调度方式，因此任务切换可以发生在任何时刻。
当一个任务的时间片用尽或者有更高优先级的任务需要执行时，uC/OS-II会保存当前任务的上下文信息，并切换到下一个任务的执行。
任务切换时，uC/OS-II会保存当前任务的栈指针等信息，并从下一个任务的栈指针中恢复相应的上下文，以使下一个任务继续执行。
4. 事件同步：uC/OS-II提供了多种事件同步机制，如信号量、事件标志、消息邮箱等，用于任务之间的同步和通信。
这些机制可以帮助任务之间按照一定的顺序进行执行，实现数据共享和互斥访问等功能。
5. 内存管理：uC/OS-II提供了内存管理功能，可以动态分配和释放内存块。
这种内存管理机制可以帮助节省内存空间，提高系统的效率。
总而言之，uC/OS-II通过任务管理、中断处理、任务切换、事件同步和内存管理等机制，实现了对嵌入式系统的实时调度和资源管理，以提供稳定、可靠的操作系统支持。
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2011-10-18
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1.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统
嵌入式操作系统的特点 必要性 ---- 嵌入式系统软硬件愈加庞大复杂。 微型化、可裁减 ---- 软、硬件小而精，够用即可。 实时性 ---- 抢占式管理策略，满足时间正确性。 可靠性 ---- 无人值守、自动化设备的使用要求。 易移植 ---- 便于应用到多种的硬件平台。 微内核 ---- 完成OS主要功能的代码很小（附加功 能需另挂）。
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1.1 计算机操作系统（Operating System，OS）
1. 什么是计算机操作系统
操作系统是一种为应用程序提 简而言之， 就是一个屏蔽层， 简而言之，OS 就是一个屏蔽层，屏 供服务的系统软件，是一个完整 计算机系统的有机组成部分。 蔽了计算机的具体硬件， 蔽了计算机的具体硬件，向使用者提供
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1.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统
嵌入式操作系统的基本功能 多任务管理 ---- 丰富的多任务管理函数供目标系 统设计者容易完成多任务应用设计。 内存管理 ---- 动态内存管理充分利用硬件资源。 外设管理 ---- 例如I2C、UART、Timer、SPI等设 备的驱动。
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第1章
目录
1、计算机操作系统 2、嵌入式系统和嵌入式操作系统 3、嵌入式 RTOS uC/OS-II 简介
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1.3
嵌入式 RTOS uC/OS-II 简介
uC/OS由 Jean J. Labrosse 先生（加拿大）1992 编写的RTOS，1999年改写后命名为 uC/OS-II 。 2000年被美航空管理局认证。 uC/OS-II中的代码 90%用C语言编写，时有少 量的相关于硬件的代码用汇编编写，易移 植到各类体系结构的8位、16位、32位处 理器。 官方网站：
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1.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统
嵌入式系统的特点 专用性 ---- 为特定应用定制的计算机系统。 裁减性 ---- 软、硬件小而精，够用即可。 实时性 ---- 程序和数据都在存储器中，既满足逻 辑正确性，也要满足时间正确性。 可靠性 ---- 无人值守、自动化设备的使用要求。 低功耗 ---- 便携式应用的要求。 高性价 ---- 家用的应用要求。
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1、计算机操作系统 2、嵌入式系统和嵌入式操作系统 3、嵌入式 RTOS uC/OS-II 简介
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第1章
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1、计算机操作系统 2、嵌入式系统和嵌入式操作系统 3、嵌入式 RTOS uC/OS-II 简介
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嵌入式实时操作系统 µC/OS-II
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第1章 嵌入式实时 操作系统基本概念
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第1章
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µC/OS-II中的数据类型
备注：这些类型定义在 ARM\OS_CPU.H 文件中。 备注： 文件中。
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操 作 系 统
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应用软件 高级语言的接口 用 件 计算机 件 语言 的
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3、计算机操作系统的功能
任务管理
任务表
存储管理
存储 分配表
处理器的管理
总之，需要许多的
文件管理
文件 目录
操作系统 表和数据结构
网络和通信的 管理
设备表
I/O设备管理
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了一台虚拟的计算机开发、使用环境。 从层次来看，操作系统位于计 算机硬件之上，应用软件之下。 所以也把它叫做应用软件的运行 平台。
了一台虚拟的计算机开发、使用环境。 了一台虚拟的计算机开发、使用环境。
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2.计算机操作系统的作用 2.计算机操作系统的作用 它在计算机应用程序与计 算机硬件系统之间，屏蔽了 从用户的角度来看， 计算机硬件工作的一些细节， 它就是一大堆函数 并对系统中的资源进行有效 的管理。 （API 和系统函数）， 通过提供函数（应用程序 用户可以调用（普通 接口（API）），从而使应用 调用或系统调用）它 程序的设计人员得以在一个 友好的平台上进行应用程序 们来对系统资源进行 的设计和开发，大大地提高 操作。 了应用程序的开发效率。
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第1章
目录
1、计算机操作系统 2、嵌入式系统和嵌入式操作系统 3、嵌入式 RTOS uC/OS-II 简介
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1.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统
嵌入式系统基本概念
目前，对嵌入式系统的定义多种多样，没有一个权威 的定义。下面给出两种比较通用的定义： 从技术的角度定义：以应用为中心、以计算机技术为 基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠 性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能 的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。 术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一个 完整的部分，称为嵌入的系统。嵌入的系统中可以共 存多个嵌入式系统。
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1.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统
实时操作系统 VS 分时操作系统 实时性 ---- 即及时性，能够在要求的时间内相应 并处理完系统事件。 实时系统的正确性 ---- 既要逻辑正确，还要时间 正确。 RTOS ---- 多采用抢占式管理策略，满足时间正 确性。 分时OS ---- 多采用时间片轮换调度策略。