基于UC/OS-II的嵌入式实时操作系统多任务程序设计文献综述

 2022-08-02 15:20:46

文献综述

1、绪论

随着计算机技术的迅速发展和芯片制造工艺的不断进步,嵌入式系统的应用日益广泛:从民用的电视、手机等电路设备到军用的飞机、坦克等武器系统,到处都有嵌入式系统的身影。在嵌入式系统的应用开发中,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。这已逐渐成为嵌入式系统开发的一个发展方向。mu;C/OS-II是在mu;C-OS的基础上发展起来的,是美国嵌入式系统专JeanJ.Labrosse用C语言编写的一个结构小巧、抢占式的多任务实时内核。mu;C/OS-II能管理64个任务,并提供任务调度与管理、内存管理、任务间同步与通信、时间管理和中断服务等功能,具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点。实时多任务操作系统(RTOS)是嵌入式应用软件的基础和开发平台,它是根据操作系统的工作特性而言的。实时是指物理进程的真实时间。实时操作系统是指具有实时性,能支持实时控制系统工作的操作系统。首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务,其次才着眼于提高计算机系统的使用效率,重要特点是要满足对时间的限制和要求。

  1. 国内外研究现状

实时嵌入式系统是嵌入式系统的一种,它能够对外部事件给予及时响应。对外部事件的响应有三个步骤:对外部事件的识别,必要的处理,以及结果的输

出。实时系统又分为硬实时和软实时两种。在软实时系统中,系统的宗旨是使各个任务运行得越快越好,对响应时间的介定有一定的灵活性;在硬实时系统中,各任务不仅要执行无误而且要做到准时,一旦不能在确定的时间内完成,有可能导致灾难性后果。实时操作系统(RTO S)以及时的方式进行任务调度、系统资源的管理以及为应用开发提供一个稳固的平台。RTOS可以是一个小而简单的系统,也可以是一个大而全的系统,具体要视实际应用而定.目前流行的许多RTO S都是用户可裁剪定制的,如vxworks和pSOS等。

从1981年Ready System 发展了世界上第1个商业嵌入式实时内核(V RTX 32),到今天已经有近20年的历史。20世纪80年代的产品还只支持一些16位的微处理器,如68k,8086等。这时候的R TO S还只有内核,以销售二进制代码为主。当时的产品除VRTX外,还有IPI公司的M TO S和80年代末ISI公司的PSO S。产品主要用于军事和电信设备。入20世纪90年代,现代操作系统的设计思想,如微内核设计技术和模块化设计思想,开始渗入RTOS领域。老牌的RTOS厂家如Ready System(在1995年与M icrotec Research合并),也推出新一代的 VRTXsa实时内核,新一代的RTOS厂家W indriver推出了Vxwork。另外在这个时期,各家公司都有力求摆脱完全依赖第三方工具的制约,而通过自己收购、授权或使用免费工具链的方式,组成1套完整的开发环境。例如,ISI公司的Prism t、著名的Tornado(W indriver)和老牌的Spectra(VRTX开发系统)等。

进入20世纪90年代中期,互联网之风在北美日渐风行。网络设备制造商、终端产品制造商都要求RTO S有网络和图形界面的功能。为了方便使用大量现存的软件代码,他们希望R TO S厂家都支持标准的A PI,如PO SIX, W in32等,并希望RTO S的开发环境与他们已经熟悉的UNIX,W indows一致。这个时期代表性的产品有Vxwork,QNX, Lynx和W inCE等

近年来,单片机的网络化在IT业界扮演着很重要的角色。单片机处理器应用程序功能日趋复杂化和精确化,加之处理器本身计算能力的提高,迫使应用程序要划分为多个重要性不同的任务以分配CPU时间和系统资源,同时还要保证实时性和可靠性。高性能的实时操作系统内核的出现解决了这一问题,缩短了产品的开发周期,提高了生产率。同时也为因特网与单片机系统的结合提供了平台。嵌入式实时操作系统是嵌入式系统的基础运行平台,是嵌入式系统稳定、可靠工作的基础,其功能和性能的好坏将直接影响嵌入式系统的功能和性能。嵌入式实时操作系统目前应用的范围越来越广泛,逐渐成为今后操作系统开发和发展的主要方向。其应用领域大到工业控制,小到数码产品等无处不在,通信系统也大量使用嵌入式实时操作系统作为操作系统平台。

文献[1]基于嵌入式操作系统mu;C/OS-Ⅲ探讨了邮箱在任务间通信中的应用方法及注意事项。分析了各邮箱函数的关系及使能、屏蔽方法,并给出示例实现2个任务的全双工通信并且还研究了邮箱在二值信号量和延时功能中的灵活运用。

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