嵌入式操作系统

时间管理模块用一个统一的方式来解决，提供定时中断，实现延时和 超时控制。
3．中断管理功能 4．时间管理功能


提供定时中断，即时钟节拍； 提供日历时间，负责与时间相关的任务管理工作； 提供软定时器的管理功能。
9.3.3 任务的同步和通信

嵌入式系统中使用任务原语实现任务的同步和通信。 在实时操作系统中，信号量可以是一个二值信号量或一个计数信号量 在嵌入式实时内核中，事件是一种表明预先定义的系统状况已经发生 的机制。 一个或多个事件构成一个事件集。 一个事件标志组一般由两部分组成：标志位 ，任务列表 任务间的通信方式可分为直接通信和间接通信
实现任务间通信最常用的方法是使用共享数据结构，尤其是当所有任务都在 同一地址空间的条件下。
7．任务间的耦合度

在嵌入式多任务系统中，任务间的耦合程度是不一样的。
8．任务优先级反转
■高优先级任务需要等待低优先级任务释放资源的现象，称作优先级反 转（Priority Inversion）。
9.3.4 内存管理
4．任务的属性

与任务相关的参数是任务属性 包括任务优先级（ Priority ）、周期（ Period ）、计算时间（ Computation Time）、就绪时间（Ready Time），截止时间（Deadline）等 截 止 时 间 可 分 为 硬 截 止 时 间 （ Hard Deadline ） 和 软 截 止 时 间 （ Soft Deadline）
采用交叉开发方式，开发平台一般采用 通用计算机 一般不能再做编程开发 固定。应用软件与操作系统整合一体， 在系统中运行
用户可以任意选择运行或修改生成后 再运行
开发平台是通用计算机 应用程序可重新编制 多种多样，与操作系统相互独立
9.2 嵌入式操作系统概述
9.2.1 嵌入式软件系统的体系结构
嵌入式软件系统的体系结构示意图
嵌入式系统开发流程
9.3 实时内核及其实现
9.3.1 任务管理与调度
1．任务

任务是一个独立的执行线程，可以与其他的并发任务竞争处理器时间。
2．构建任务模型

在任务模型中，管理用户程序时，是把整个应用看成是一个进程；进行处理 时，则将该应用划分为多个任务。
3．任务的组成
① 代码 ② 数据 ③ 堆栈
2．内存管理模式
① 静态分配模式 ② 动态分配模式
3．存储区管理

常用的嵌入式内存管理方式有定长存储区和可变长存储区两种 对分区的操作：创建/删除分区、获得/释放内存块、获取分区ID、获取当
9.2.2 嵌入式操作系统
1．基本功能与分类

嵌入式内核是操作系统的核心基础和必备部分，其他部分要根据嵌入 式系统的需要来确定。 最大特点就是可定制性，即能够提供对内核的配置或裁剪功能，可以 根据应用需要有选择地提供或不提供某些功能，以减少系统开销。

可以从不同角度对它进行分类
2．发展历史
（1）无操作系统阶段


嵌入式系统对内存管理的普遍要求是最小的碎片、最小的管理负载和 确定的分配时间。 通常不采用虚拟存储管理，而采用静态内存分配和动态内存分配。
1．需考虑因素
（1）内存管理方式应简捷 （2）一般不使用虚拟存储技术 （3）内存保护可以有两种方式。一种是平面内存模式，另一种是内存保护方式： ① 防止地址越界 ② 防止操作越权
5．任务管理

可以通过创建、删除、挂起、解挂、设置优先级等操作对任务进行管理。 任务是动态实体，可以处于以下合法状态之一：睡眠、就绪、运行、等待。
6．任务的调度算法

多采用基于静态优先级的可抢占式调度
9.3.2 中断和时间管理
1．中断

在大多数嵌入式处理器体系结构中都提供中断机制
2．时间管理模块
（2）简单操作系统阶段

（3）实时操作系统阶段

（4）面向Internet阶段

3．操作系统选择




硬件平台的选择中最重要的是处理器选择，其主要因素包括：处理性 能、技术指标、功耗、软件支持等。 软件平台选择的关键点是操作系统的选择。 需考虑的关键点有以下几个：所提供的开发工具（如编译器、调试器 等）、可移植性、内存要求、可裁剪性、是否提供硬件驱动程序、实 时性能等。当然，还要选择合适的编程语言以及集成开发环境。 嵌入式系统应用开发的过程
5．异步信号

异步信号机制也称软中断机制，异步信号又称软中断信号。 需要处理异步信号的任务由两部分组成：一个是与异步信号无关的任务主体， 另一个是ASR（异步信号服务例程）。 一个ASR对应于一个任务。

对异步信号的主要操作包括： ▲安装异步信号处理例程 ▲发送异步信号到任务
6．共享内存

特 外观 结构组成 征 嵌入式系统 独特，面向应用，各不相同 面向应用的嵌入式微处理器，总线和外 部接口多集成在处理器内部。软件与硬 件紧密集成在一起 通用计算机系统 具有台式机、笔记本等标准外观 通用处理器、标准总线和外设。软件 和硬件相对独立安装和卸载
运行方式
开发平台 二次开发 性 应用程序
基于固定硬件，自动运行，不可修改
嵌入式操作系统
本章内容提要


嵌入式系统概述 嵌入式操作系统概述 实时内核及其实现
实例简介——CLinux
9.1 嵌入式系统概述

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础的，其软、硬件可 裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专 用计算机系统。
嵌入式系统和通用计算机系统的比较
●直接通信方式是指在通信过程中，双方必须明确地知道彼此的存在。 ●间接通信方式是指在通信过程中，通信双方不需要指出消息的来源或去向， 而通过中间机制进行发送和接收。
1．信号量

2．事件
ห้องสมุดไป่ตู้
3．消息

▲邮箱和消息队列
4．管道

嵌入式系统的管道提供一个简单数据流，当管道空时，阻塞读的任务；当管 道为满时，阻塞写的任务。

主要特点是：系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几 乎没有用户接口。 主要特点是：出现了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU（如Power PC等），并 得到迅速发展。 主要特点是：操作系统的实时性得到了很大改善，已经能够运行在各种不同 类型的微处理器上，具有高度的模块化和扩展性。 主要特点是：与网络密切结合，大大方便用户使用，系统功能更强，提高安 全保护措施。