嵌入式实时操作

嵌入式实时操作系统

嵌入式实时操作系统(Embedded Real-time Operation System，RTOS)。

1 嵌入式实时操作系统概念

当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的嵌入式操作系统。

2 嵌入式实时操作系统特点

1）多任务； 2）有线程优先级 3）多种中断级别

3 嵌入式实时操作系统应用

在工业控制、 军事设备、 航空航天等领域对系统的响应时间有苛刻的要求，这就需要使用实时系统。

采用嵌入式实时操作系统(简称RTOS)能够支持多任务，使得程序开发更加容易，便于维护，同时能够提高系统的稳定性和可靠性。

4 实时操作系统的必要性：

首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。 其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。 实时操作系统的优缺点 ：

在嵌入式实时操作系统环境下开发实时应用程序使程序的设计和扩展变得容易，不需要大的改动就可以增加新的功能。通过将应用程序分割成若干独立的任务模块，使应用程序的设计过程大为简化；而且对实时性要求苛刻的事件都得到了快速、可靠的处理。通过有效的系统服务，嵌入式实时

嵌入式系统设计与实例开发—— C/OS-Ⅱ

实时操作系统 C/OS-Ⅱ分析

本节提要1 C/OS-Ⅱ简介 2 C/OS-Ⅱ内核结构 3 4 5 6 C/OS-Ⅱ任务管理

C/OS-Ⅱ时间管理 C/OS-Ⅱ任务通信与同步

C/OS-Ⅱ移植2

RTOS是32位的嵌入式CPU的软件基础

RTOS内核 提供CPU的管理

硬件初时化，MMU,定时器，中断

RTOS 内核提供任务，内存管理RTOS提供设备管理，文件和网络的支持 RTOS提供C/C++,JAVA,图形模块等编程接口

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

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()

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

ReWorks嵌入式实时操作系统和ReDe嵌入式软件开发环境 1 引言

嵌入式系统与软件是发展先进制造业和现代服务业，满足高端数字化应用对网络自适应、服务个性化、功能综合化以及功能复杂化等需求的重要技术保障。

随着嵌入式微处理器、通信总线、存储器和嵌入式计算机系统结构的技术发展，嵌入式硬件的价格不断降低，计算能力、通信能力和存储能力不断提高，这为嵌入式软件的发展提供了更大的空间。另一方面，嵌入式应用层面的信息化、智能化、网络化需求，促使传统的嵌入式软件向基于嵌入式实时操作系统的、更具功能扩展能力和价值创造能力的嵌入式软件发展。在轨道交通、船舶电子、信息家电等领域，嵌入式技术的应用已经成为提高产品竞争力的重要手段。

ReWorks是华东计算技术研究所自主研制的嵌入式实时操作系统，ReDe是为ReWorks提供的嵌入式软件开发环境，该产品已广泛应用于轨道交通、船舶电子、信息家电、工业控制和国防领域。本文从技术角度对ReWorks/ReDe的结构、功能和特点作简要介绍。

2 ReWorks嵌入式实时操作系统

嵌入式实时操作系统位于嵌入式硬件和嵌入式应用软件之间，为上层应用提供基础服务，是信息家电、信息终端等嵌入式应用产品的核心和灵魂，应用系统的

分类号：ＴＰ３９

强爹太净

硕士学位论文

嵌入式Ｌｉｎｕｘ操作系统实时性研究

董悦

导师姓名职称

申请学位级别硕士孙大跃学科专业名称教授计算机应用技术

Ｌ口。１年ｌ＇ｏｆｌ猾日论文提交日期２．０７ｑｉ９月Ｊ日硷文咎辩ｌ一｜捌

学位授予单位

答辩委员会主席长安大学巨盘丝壅ｇ±盘．学位硷卫评阅八叠ｌ！盛墼摇施煎五磊绻

摘要

随着计算机技术的发展和普及，Ｌｉｎｕｘ作为一种具有开放源代码、高稳定性、免费等优点的操作系统，不仅在服务器和桌面系统中占据一席之地，同时在嵌入式领域也发展迅速。Ｌｉｎｕｘ自身的特点非常适合作为嵌入式操作系统，但是由于其兼顾大型服务器领域，放弃了系统的实时性能。而在工业应用中，迫切需要可靠的具有实时性能的操作系统平台，因此利用Ｌｉｎｕｘ操作系统的特性进行实时性改造成为业界的热点。

本文通过分析嵌入式系统和实时系统的相关知识和概念，对Ｌｉｎｕｘ进行深入研究，分析造成Ｌｉｎｕｘ系统实时性差的原因，通过研究几种国内外对Ｌｉｎｕｘ实时改造的方案和算法，提出了增强Ｌｉｎｕｘ实时性的新方法，通过对最早截止期优先调度算法（ＥＤＦ）和速率单调调度算法（ＲＭ）的可调度性分析以及虚拟内存的改进等方法将２．６．１２内核进行了实时性改造。在此基础上通过对嵌入式工业平

嵌入式系统的实时性问题摘要：嵌入式系统是嵌入到对象体系中的计算机应用系统，与对象系统交互，在实现对象系统某些任务过程时，对应用系统会提出响应时间的限定要求。由于应用系统中软件运行的时间耗费，常常不能满足限定的时间响应要求，由此而产生了嵌入式应用系统的实时性问题。本文粗浅地归纳嵌入式应用系统实时性的诸多问题，希望引起大家关注。 关键词：嵌入式系统 实时性 快速性 操作系统随着后PC时代以及网络、通信技术时代的到来，大量的计算机专业人员进入了嵌入式应用领域；然而，有大量的嵌入式系统应用是以单片机的形式，应用在传统的电子技术领域中。因此，以计算机领域人员为主体的，远离对象系统的嵌入式系统的计算机工程应用模式，和以电子技术领域人员为主体，与对象系统紧耦合的电子技术应用模式产生了概念上的碰撞。许多电子技术应用模式熟视无睹、习以为常的概念，在计算机工程应用领域中作为一个新概念提出时，常常使电子技术应用领域中的人员感到莫明其妙。以前的“嵌入式系统”概念是其一，而今“嵌入式系统的实时性”又是一例。1 什么是电子系统的实时性任何一个电子系统都可看成是一个激励-响应系统。每个特定的电子系统都有一个从激励输入到响应输出的时间，即激励-响应周期T，它表现为

第一章：范例

在这一章里将提供三个范例来说明如何使用 µC/OS-II。笔者之所以在本书一开始就写这一章是为了让读者尽快开始使用 µC/OS-II。在开始讲述这些例子之前，笔者想先说明一些在这本书里的约定。 这些例子曾经用Borland C/C++ 编译器（V3.1）编译过，用选择项产生Intel/AMD80186处理器（大模式下编译）的代码。这些代码实际上是在Intel Pentium II PC （300MHz）上运行和测试过，Intel Pentium II PC可以看成是特别快的80186。笔者选择PC做为目标系统是由于以下几个原因：首先也是最为重要的，以PC做为目标系统比起以其他嵌入式环境，如评估板，仿真器等，更容易进行代码的测试，不用不断地烧写EPROM，不断地向EPROM仿真器中下载程序等等。用户只需要简单地编译、链接和执行。其次，使用Borland C/C++产生的80186的目标代码（实模式，在大模式下编译）与所有Intel、AMD、Cyrix公司的80x86 CPU兼容。

1.00 安装 µC/OS-II

本书附带一张软盘包括了所有我们讨论的源代码。是假定读者在80x86，Pentium，或者Pe

第一章：范例

在这一章里将提供三个范例来说明如何使用 µC/OS-II。笔者之所以在本书一开始就写这一章是为了让读者尽快开始使用 µC/OS-II。在开始讲述这些例子之前，笔者想先说明一些在这本书里的约定。 这些例子曾经用Borland C/C++ 编译器（V3.1）编译过，用选择项产生Intel/AMD80186处理器（大模式下编译）的代码。这些代码实际上是在Intel Pentium II PC （300MHz）上运行和测试过，Intel Pentium II PC可以看成是特别快的80186。笔者选择PC做为目标系统是由于以下几个原因：首先也是最为重要的，以PC做为目标系统比起以其他嵌入式环境，如评估板，仿真器等，更容易进行代码的测试，不用不断地烧写EPROM，不断地向EPROM仿真器中下载程序等等。用户只需要简单地编译、链接和执行。其次，使用Borland C/C++产生的80186的目标代码（实模式，在大模式下编译）与所有Intel、AMD、Cyrix公司的80x86 CPU兼容。

1.00 安装 µC/OS-II

本书附带一张软盘包括了所有我们讨论的源代码。是假定读者在80x86，Pentium，或者Pe

嵌入式实时操作系统uCOSII

第4章

4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9

任务管理...................................................................................................................1 建立任务，OSTaskCreate().....................................................................................2 建立任务，OSTaskCreateExt()................................................................................6 任务堆栈...................................................................................................................9 堆栈检验，OSTaskStkChk().

一、名词解释：

1、OS：操作系统 2、MCU：微控制器

3、ISR：中断服务子程序 4、FIFO：先进先出 5、TCB：Task Control Block,任务控制块 6、API：应用程序接口 7、RTOS：实时操作系统 8、UART：通用异步收发传输器 9、MMU：内存管理单元 10、JTAG：边界调试接口

二、填空题

1、( 优先级抢占和时间片轮转 )是一种运行时间一到就剥夺进程处理器使用权的剥夺式调度。 2、实时系统的两个基本要求：( 逻辑或功能正确 )、时间正确。所谓时间正确是指 (实时系统的计算必须在预定的时间内完成)。

3、临界区是指( 处理时不可分割的代码 、每个进程中访问临界资源的那段程序 ) 4、UCOS调用系统延时最小时间单位( 毫秒 )

5、UCOS配置文件中OS_TICKS_PER_SEC的数值定义为32，含义是（时钟频率为32 hz)

6如果某一个任务不是必须的监控任务，我们一般采用( 动态内存管理 )的机制来创建该任务所需要的变量内存空间，要想能使用这种机制，必须首先将内存交给(操作系统)来统一管理 7、如果系统中某一个资源属于独占资源，n个任务都

一、名词解释：

1、OS：操作系统 2、MCU：微控制器

3、ISR：中断服务子程序 4、FIFO：先进先出 5、TCB：Task Control Block,任务控制块 6、API：应用程序接口 7、RTOS：实时操作系统 8、UART：通用异步收发传输器 9、MMU：内存管理单元 10、JTAG：边界调试接口

二、填空题

1、( 优先级抢占和时间片轮转 )是一种运行时间一到就剥夺进程处理器使用权的剥夺式调度。 2、实时系统的两个基本要求：( 逻辑或功能正确 )、时间正确。所谓时间正确是指 (实时系统的计算必须在预定的时间内完成)。

3、临界区是指( 处理时不可分割的代码 、每个进程中访问临界资源的那段程序 ) 4、UCOS调用系统延时最小时间单位( 毫秒 )

5、UCOS配置文件中OS_TICKS_PER_SEC的数值定义为32，含义是（时钟频率为32 hz)

6如果某一个任务不是必须的监控任务，我们一般采用( 动态内存管理 )的机制来创建该任务所需要的变量内存空间，要想能使用这种机制，必须首先将内存交给(操作系统)来统一管理 7、如果系统中某一个资源属于独占资源，n个任务都