Chap8_嵌入式实时操作系统uCOS-Ⅱ分析PPT共109页
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12
学习嵌入式操作系统
学习一种实时操作系统RTOS，如 C/OS-Ⅱ,掌握实时系统的概念和设 计方法
嵌入式系统以应用为中心，要选择 “适用”的操作系统
嵌入式Linux 自己尝试“写”RTOS
13
RTOS在嵌入式系统中的位置
应用
FS C/C++ 设备驱动
RTOS
KERNEL 调试工具
其它组件 TCP/IP 设备I/O
16
C/OS的性能特点（一）
公开源代码 可移植性（Portable）
绝大部分 C/OS-II的源码是用移植性很强的ANSI C写的。和微 处理器硬件相关的那部分是用汇编语言写的。汇编语言写的部 分已经压到最低限度，使得 C/OS-II便于移植到其他微处理器 上。 C/OS-II可以在绝大多数8位、16位、32位以至64位微处理 器、微控制器 、数字信号处理器（DSP）上运行。 可固化（ROMable） C/OS-II是为嵌入式应用而设计的，这就意味着，只要用户有 固化手段（C编译、连接、下载和固化）， C/OS-II可以嵌入 到用户的产品中成为产品的一部分。 可裁剪（Scalable） 可以只使用 C/OS-II中应用程序需要的那些系统服务。也就是 说某产品可以只使用很少几个 C/OS-II调用，而另一个产品则 使用了几乎所有 C/OS-II的功能，这样可以减少产品中的 C/OS-II所需的存储器空间（RAM和ROM）。这种可剪裁性是靠 条件编译实现的。
BSቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 嵌入式硬件平台
14
主要内容
嵌入式操作系统 C/OS-Ⅱ简介 C/OS-Ⅱ内核结构 C/OS-Ⅱ任务管理 C/OS-Ⅱ时间管理 C/OS-Ⅱ任务通信与同步
15
C/OS简介
1、C/OS——Micro Controller O S， 微控制器操作系统
2、 C/OS简介 美国人Jean Labrosse 1992年完成 应用面覆盖了诸多领域，如照相机、医疗器械、音响 设备、发动机控制、高速公路电话系统、自动提款机 等 1998年C/OS-II，目前的版本C/OS -II V2.61， 2.72 2000年，得到美国航空管理局（FAA）的认证，可以 用于飞行器中 网站ucos-II（micrium)
7
硬件抽象层接口定义和代码设计特点
硬件抽象层具有与硬件密切相关性 硬件抽象层具有与操作系统无关性 接口定义的功能应包含硬件或系统所需硬件支
持的所有功能 接口定义简单明了，太多接口函数会增加软件
模拟的复杂性 具有可测性的接口设计有利于系统的软硬件测
试和集成
8
HAL设计目标
支持多种的国际主流嵌入式芯片 支持数字电视机顶盒、智能手机、数字化音视频、数字仪表等数字化产
品中常见外设的驱动 基于甚高端通讯设备的硬件抽象层，能够支持多CPU体系结构（SMP），
以及基于网络元素NE的甚高端通讯设备 基于智能手机的硬件抽象层，能够支持以Intel PCA体系结构为内核的
智能手机、以Intel EIA体系结构为内核的智能手机，以及以Motorola 的88000系列为内核的PDA 基于IC卡的汇编级硬件抽象层，能够支持数字电视条件接收CA的 8/16/32位CPU IC设计和机器码级汇编抽象层
9
通用操作系统和嵌入式（实时）操作系统
通用操作系统：Windows/NT/XP、Linux、UNIX等，用 于PC机、服务器，
嵌入式（实时）操作系统：用于嵌入式设备的操作系 统，具有通用操作系统的基本特点，又具有系统实时 性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用 性等特点；
嵌入式（实时）操作系统通常包括与硬件相关的底层 驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图 形界面、标准化浏览器Browser等；
17
C/OS的性能特点（二）
占先式（Preemptive） 多任务
C/OS-II可以管理64个任务，然而，目前这一版本保留8个给系统。应 用程序最多可以有56个任务 可确定性 全部 C/OS-II的函数调用与服务的执行时间具有可确定性。 任务栈 每个任务有自己单独的栈， C/OS-II允许每个任务有不同的栈空间，以 便压低应用程序对RAM的需求。 系统服务 C/OS-II提供很多系统服务，例如邮箱、消息队列、信号量、块大小固 定的内存的申请与释放、时间相关函数等。 中断管理 中断可以使正在执行的任务暂时挂起，如果优先级更高的任务被该中断 唤醒，则高优先级的任务在中断嵌套全部退出后立即执行，中断嵌套层 数可达255层。 稳定性与可靠性
驱动程序和固件
80年代初期
80年代中期-90年代中 期
90年代末期-21世纪
11
常见的嵌入式操作系统
实时嵌入式操作系统的种类繁多，大体 上可分为两种，商用型和免费型。 商用型的实操作系统功能稳定、可靠，有 完善的技术支持和售后服务，但往往价格 昂贵,如Vxworks、QNX、WinCE、Palm OS等。 免费型的实时操作系统在价格方面具有优 势，目前主要有Linux,μC/OS是一种源码 开放的商业RTOS
18
µC/OS-II图籍
描述了µC/OS-II内部的工作原理 随书的CD中包含了源代码
工业界最清晰的源代码 除英文版外，有中文和韩文版
English
ISBN 1-57820-103-9 美国CMP BOOK
Chinese
ISBN 7-81077-290-2 北京航空航天大学出版社
Chap8_嵌入式实时操作系统 uCOS-Ⅱ分析
嵌入式系统
—嵌入式实时操作系统C/OS-Ⅱ分析
2011年9月
2
HAL简介
硬件抽象层（HAL）是体系结构相关的底层程序 处理系统启动、硬件初始化以及中断与异常 硬件抽象层对内核其它部分提供统一的调用接口 HAL可以提供BSP规范，提供跨平台可移植性
嵌入式（实时）操作系统的重要指标：实时性（中断 响应时间、任务切换时间等）、尺寸（可裁剪性 ）、 可扩展性（内核、中间件）
10
嵌入式操作系统的发展
应用程序
应用程序
通信协议 库函数
应用程序
文件系统 API GUI
文件系统 API GUI
操作系统内核
操作系统内核
操作系统内核
驱动程序和固件
驱动程序和固件
学习嵌入式操作系统
学习一种实时操作系统RTOS，如 C/OS-Ⅱ,掌握实时系统的概念和设 计方法
嵌入式系统以应用为中心，要选择 “适用”的操作系统
嵌入式Linux 自己尝试“写”RTOS
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RTOS在嵌入式系统中的位置
应用
FS C/C++ 设备驱动
RTOS
KERNEL 调试工具
其它组件 TCP/IP 设备I/O
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C/OS的性能特点（一）
公开源代码 可移植性（Portable）
绝大部分 C/OS-II的源码是用移植性很强的ANSI C写的。和微 处理器硬件相关的那部分是用汇编语言写的。汇编语言写的部 分已经压到最低限度，使得 C/OS-II便于移植到其他微处理器 上。 C/OS-II可以在绝大多数8位、16位、32位以至64位微处理 器、微控制器 、数字信号处理器（DSP）上运行。 可固化（ROMable） C/OS-II是为嵌入式应用而设计的，这就意味着，只要用户有 固化手段（C编译、连接、下载和固化）， C/OS-II可以嵌入 到用户的产品中成为产品的一部分。 可裁剪（Scalable） 可以只使用 C/OS-II中应用程序需要的那些系统服务。也就是 说某产品可以只使用很少几个 C/OS-II调用，而另一个产品则 使用了几乎所有 C/OS-II的功能，这样可以减少产品中的 C/OS-II所需的存储器空间（RAM和ROM）。这种可剪裁性是靠 条件编译实现的。
BSቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 嵌入式硬件平台
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主要内容
嵌入式操作系统 C/OS-Ⅱ简介 C/OS-Ⅱ内核结构 C/OS-Ⅱ任务管理 C/OS-Ⅱ时间管理 C/OS-Ⅱ任务通信与同步
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C/OS简介
1、C/OS——Micro Controller O S， 微控制器操作系统
2、 C/OS简介 美国人Jean Labrosse 1992年完成 应用面覆盖了诸多领域，如照相机、医疗器械、音响 设备、发动机控制、高速公路电话系统、自动提款机 等 1998年C/OS-II，目前的版本C/OS -II V2.61， 2.72 2000年，得到美国航空管理局（FAA）的认证，可以 用于飞行器中 网站ucos-II（micrium)
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硬件抽象层接口定义和代码设计特点
硬件抽象层具有与硬件密切相关性 硬件抽象层具有与操作系统无关性 接口定义的功能应包含硬件或系统所需硬件支
持的所有功能 接口定义简单明了，太多接口函数会增加软件
模拟的复杂性 具有可测性的接口设计有利于系统的软硬件测
试和集成
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HAL设计目标
支持多种的国际主流嵌入式芯片 支持数字电视机顶盒、智能手机、数字化音视频、数字仪表等数字化产
品中常见外设的驱动 基于甚高端通讯设备的硬件抽象层，能够支持多CPU体系结构（SMP），
以及基于网络元素NE的甚高端通讯设备 基于智能手机的硬件抽象层，能够支持以Intel PCA体系结构为内核的
智能手机、以Intel EIA体系结构为内核的智能手机，以及以Motorola 的88000系列为内核的PDA 基于IC卡的汇编级硬件抽象层，能够支持数字电视条件接收CA的 8/16/32位CPU IC设计和机器码级汇编抽象层
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通用操作系统和嵌入式（实时）操作系统
通用操作系统：Windows/NT/XP、Linux、UNIX等，用 于PC机、服务器，
嵌入式（实时）操作系统：用于嵌入式设备的操作系 统，具有通用操作系统的基本特点，又具有系统实时 性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用 性等特点；
嵌入式（实时）操作系统通常包括与硬件相关的底层 驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图 形界面、标准化浏览器Browser等；
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C/OS的性能特点（二）
占先式（Preemptive） 多任务
C/OS-II可以管理64个任务，然而，目前这一版本保留8个给系统。应 用程序最多可以有56个任务 可确定性 全部 C/OS-II的函数调用与服务的执行时间具有可确定性。 任务栈 每个任务有自己单独的栈， C/OS-II允许每个任务有不同的栈空间，以 便压低应用程序对RAM的需求。 系统服务 C/OS-II提供很多系统服务，例如邮箱、消息队列、信号量、块大小固 定的内存的申请与释放、时间相关函数等。 中断管理 中断可以使正在执行的任务暂时挂起，如果优先级更高的任务被该中断 唤醒，则高优先级的任务在中断嵌套全部退出后立即执行，中断嵌套层 数可达255层。 稳定性与可靠性
驱动程序和固件
80年代初期
80年代中期-90年代中 期
90年代末期-21世纪
11
常见的嵌入式操作系统
实时嵌入式操作系统的种类繁多，大体 上可分为两种，商用型和免费型。 商用型的实操作系统功能稳定、可靠，有 完善的技术支持和售后服务，但往往价格 昂贵,如Vxworks、QNX、WinCE、Palm OS等。 免费型的实时操作系统在价格方面具有优 势，目前主要有Linux,μC/OS是一种源码 开放的商业RTOS
18
µC/OS-II图籍
描述了µC/OS-II内部的工作原理 随书的CD中包含了源代码
工业界最清晰的源代码 除英文版外，有中文和韩文版
English
ISBN 1-57820-103-9 美国CMP BOOK
Chinese
ISBN 7-81077-290-2 北京航空航天大学出版社
Chap8_嵌入式实时操作系统 uCOS-Ⅱ分析
嵌入式系统
—嵌入式实时操作系统C/OS-Ⅱ分析
2011年9月
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HAL简介
硬件抽象层（HAL）是体系结构相关的底层程序 处理系统启动、硬件初始化以及中断与异常 硬件抽象层对内核其它部分提供统一的调用接口 HAL可以提供BSP规范，提供跨平台可移植性
嵌入式（实时）操作系统的重要指标：实时性（中断 响应时间、任务切换时间等）、尺寸（可裁剪性 ）、 可扩展性（内核、中间件）
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嵌入式操作系统的发展
应用程序
应用程序
通信协议 库函数
应用程序
文件系统 API GUI
文件系统 API GUI
操作系统内核
操作系统内核
操作系统内核
驱动程序和固件
驱动程序和固件