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嵌入式實時操作系統pdf

發布時間:2022-07-01 11:54:14

⑴ 什麼是嵌入式實時操作系統, android 操作系統屬於實時操作系統嗎

嵌入式實時操作系統是指當外界事件或數據產生時,能夠接受並以足夠快的速度予以處理,其處理的結果又能在規定的時間之內來控制生產過程或對處理系統作出快速響應,並控制所有實時任務協調一致運行的嵌入式操作系統。主要用於工業控制、
軍事設備、
航空航天等領域對系統的響應時間有苛刻的要求,這就需要使用實時系統。又可分為軟實時和硬實時兩種,而android是基於linux內核的,因此屬於軟實時。

⑵ 嵌入式實時操作系統uC/OS-II的目錄

概述
第1章 初識μc/osii
1.00 安裝 μc/osii
1.01 範例1
1.02 範例2
1.03 範例3
1.04 範例4
第2章 實時系統概念
2.00 前/後台系統
2.01 代碼的臨界段
2.02 資源
2.03 共享資源
2.04 多任務
2.05 任務
2.06 任務切換
2.07 內核
2.08 調度
2.09 不可剝奪型內核
2.10 可剝奪型內核
2.11 可重入函數
.2.12 時間片輪番調度法
2.13 任務優先順序
2.14 靜態優先順序
2.15 動態優先順序
2.16 優先順序反轉
2.17 任務優先順序分配
2.18 互斥條件
2.18.01 關中斷和開中斷
2.18.02 測試並置位操作
2.18.03 禁止,然後允許任務切換
2.18.04 信號量
2.19 死鎖
2.20 同步
2.21 事件標志
2.22 任務間通信
2.23 消息郵箱
2.24 消息隊列
2.25 中斷
2.26 中斷延遲
2.27 中斷響應
2.28 中斷恢復時間
2.29 中斷延遲、響應及恢復
2.30 中斷處理時間
2.31 非屏蔽中斷
2.32 時鍾節拍
2.33 對存儲器的需求
2.34 使用實時內核的優、缺點
2.35 實時系統小結
第3章 內核結構
第4章 任務管理
第5章 時間管理
第6章 事件控制塊
第7章 信號量管理
第8章 互斥型信號量管理
第9章 事件標志組管理
第10章 消息郵箱管理
第11章 消息隊列管理
第12章 內存管理
第13章 移植μc/osii
第14章 μc/osii在80x86上的移植
第15章 μc/osii在帶有硬體浮點運算單元的80x86上的移植
第16章 μc/osii參考手冊
第17章 μc/osii配置手冊
第18章 pc中的功能函數
附錄a c語言編程規約
附錄b μc/osii的使用許可證
附錄c μc/osii速查手冊
附錄d 工具程序
附錄e 參考文獻
附錄f 本書所附光碟

⑶ 嵌入式實時操作系統ucos-ii怎麼樣

ucos ii的特點
1.ucos ii是由Labrosse先生編寫的一個開放式內核,最主要的特點就是源碼公開。這一點對於用戶來說可謂利弊各半,好處在於,一方面它是免費的,另一方面用戶可以根據自己的需要對它進行修改。缺點在於它缺乏必要的支持,沒有功能強大的軟體包,用戶通常需要自己編寫驅動程序,特別是如果用戶使用的是不太常用的單片機,還必須自己編寫移植程序。
2.ucos ii是一個佔先式的內核,即已經准備就緒的高優先順序任務可以剝奪正在運行的低優先順序任務的CPU使用權。這個特點使得它的實時性比非佔先式的內核要好。通常我們都是在中斷服務程序中使高優先順序任務進入就緒態(例如發信號),這樣退出中斷服務程序後,將進行任務切換,高優先順序任務將被執行。拿51單片機為例,比較一下就可以發現這樣做的好處。假如需要用中斷方式採集一批數據並進行處理,在傳統的編程方法中不能在中斷服務程序中進行復雜的數據處理,因為這會使得關中斷時間過長。所以經常採用的方法是置一標志位,然後退出中斷。由於主程序是循環執行的,所以它總有機會檢測到這一標志並轉到數據處理程序中去。但是因為無法確定發生中斷時程序到底執行到了什麼地方,也就無法判斷要經過多長時間數據處理程序才會執行,中斷響應時間無法確定,系統的實時性不強。如果使用μC/OS-II的話,只要把數據處理程序的優先順序設定得高一些,並在中斷服務程序中

使它進入就緒態,中斷結束後數據處理程序就會被立即執行。這樣可以把中斷響應時間限制在一定的范圍內。對於一些對中斷響應時間有嚴格要求的系統,這是必不可少的。但應該指出的是如果數據處理程序簡單,這樣做就未必合適。因為ucos ii要求在中斷服務程序末尾使用OSINTEXIT函數以判斷是否進行任務切換,這需要花費一定的時間。
3.ucos ii和大家所熟知的Linux等分時操作系統不同,它不支持時間片輪轉法。ucos ii是一個基於優先順序的實時操作系統,每個任務的優先順序必須不同,分析它的源碼會發現,ucos ii把任務的優先順序當做任務的標識來使用,如果優先順序相同,任務將無法區分。進入就緒態的優先順序最高的任務首先得到CPU的使用權,只有等它交出CPU的使用權後,其他任務才可以被執行。所以它只能說是多任務,不能說是多進程,至少不是我們所熟悉的那種多進程。顯而易見,如果只考慮實時性,它當然比分時系統好,它可以保證重要任務總是優先佔有CPU。但是在系統中,重要任務畢竟是有限的,這就使得劃分其他任務的優先權變成了一個讓人費神的問題。另外,有些任務交替執行反而對用戶更有利。例如,用單片機控制兩小塊顯示屏時,無論是編程者還是使用者肯定希望它們同時工作,而不是顯示完一塊顯示屏的信息以後再顯示另一塊顯示屏的信息。這時候,要是ucos ii即支持優先順序法又支持時間片更加合適。

4.ucos ii對共享資源提供了保護機制。正如上文所提到的,ucos ii是一個支持多任務的操作系統。一個完整的程序可以劃分成幾個任務,不同的任務執行不同的功能。這樣,一個任務就相當於模塊化設計中的一個子模塊。在任務中添加代碼時,只要不是共享資源就不必擔心互相之間有影響。而對於共享資源(比如串口),ucos ii也提供了很好的解決辦法。一般情況下使用的是信號量的方法。簡單地說,先創建一個信號量並對它進行初始化。當一個任務需要使用一個共享資源時,它必須先申請得到這個信號量,而一旦得到了此信號量,那就只有等使用完了該資源,信號量才會被釋放。在這個過程中即使有優先權更高的任務進入了就緒態,因為無法得到此信號量,也不能使用該資源。這個特點的好處顯而易見,例如當顯示屏正在顯示信息的時候,外部產生了一個中斷,而在中斷服務程序中需要顯示屏顯示其他信息。這樣,退出中斷服務程序後,原有的信息就可能被破壞了。而在μC/OS-II中採用信號量的方法時,只有顯示屏把原有信息顯示完畢後才可以顯示新信息,從而可以避免這個現象。不過,採用這種方法是以犧牲系統的實時性為代價的。如果顯示原有信息需要耗費大量時間,系統只好等待。從結果上看,等於延長了中斷響應時間,這對於未顯示信息是報警信息的情況,無疑是致命的。發生這種情況,在μC/OS-II中稱為優先順序反轉,就是高優先順序任務必須等待低優先順序任務的完成。在上述情況下,在兩個任務之間發生優先順序反轉是無法避免的。所以在使用ucos ii時,必須對所開發的系統了解清楚,才能決定對於某種共享資源是否使用信號量。

⑷ 嵌入式實時操作系統由哪幾部分組成基本內核包括哪些功能模塊

嵌入式系統主要組成部分:

1、處理器內核:嵌入式系統的心臟是處理器內核。處理器內核從一個簡單便宜的8位微控制器,到更復雜的32位或64位微處理器,甚至多個處理器。

嵌入式設計人員必須為能夠滿足所有功能和非功能時限、要求的應用選擇成本最低的設備。

2、模擬I/O:D/A和A/D轉換器是用來從環境中搜集數據並反饋的。嵌人式設計人員必須了解需要從環境中搜集數據的類型、數據的精度要求和輸入/輸出數據的速率,以便為應用程序選擇合適的轉換器。

嵌入式系統的反應特性受外部環境決定。嵌入式系統必須有足夠快的速度跟上環境變化,以此來模擬信息,例如光、聲壓或加速度被感知並輸入到嵌入式系統中。

3、感測器和執行機構:感測器一般從環境中感知模擬信息。執行機構通過某些方式控制環境。

4、用戶界面:這些界面可以像LED屏一樣簡單,也可以像工藝精良的手機和數碼相機的屏幕那樣復雜。

5、應用程序的特定入口:類似於ASIC或者FPGA的硬體加速,是用來加速在應用程序中有高性能要求的特定功能模塊。嵌入式設計師必須利用加速器獲得最大的應用程序性能,來對程序進行適當的籌劃或分區。

6、軟體:在嵌入式系統開發中軟體是一個重要的部分。在過去幾年,嵌入式軟體的數量已經增長得比摩爾定律還快,幾乎是每十個月就成倍增長。嵌入式軟體在某些方面性能、存儲器和功耗、經常被優化。越來越多的嵌入式軟體通過高級語言來編寫,如C/C++。

而更多的性能關鍵的代碼段仍然使用匯編語言來編寫。

7、存儲器:存儲器是嵌入式系統中重要的部分,嵌入式程序可以在沒有RAM或ROM的情況下運行。有許多易失的和非易失的存儲器用於嵌入式系統中,關於此內容在書的後面會有更多的說明。

8、模擬和診斷:嵌入式系統很難看見或接觸到。調試的時候需要介面與嵌入式系統相連。診斷埠,如JTAG聯合測試行動組、就常常用於調試嵌入式系統。

總結如下:

片上模擬能用來提供應用程序的可見性行為。這些模擬模塊能可視化地提供運行時的行為和性能,實際上由板上的自診斷能力取代了外部邏輯分析儀的功能。

⑸ 求《uCOS-Ⅱ:源碼公開的實時嵌入式操作系統》的光碟內容,是光碟哦,pdf我有。

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⑹ 嵌入式實時操作系統

嵌入式實時操作系統ucos ii的分析2010年01月06日 星期三 上午 01:15摘要:近年來,在單片機系統中嵌入操作系統已經成為人們越來越關心的一個話題。本文通過對一種源碼公開的嵌入式實時操作系統ucos ii的分析,以51系列單片機為例,闡述了在單片機中使用該嵌入式操作系統的優缺點,以及在應用中應當注意的一些問題。
關鍵詞:實時操作系統;ucos ii;單片機

引言
早在20世紀60年代,就已經有人開始研究和開發嵌入式操作系統。但直到最近,它才在國內被越來越多的提及,在通信、電子、自動化等需要實時處理的領域所曰益顯現的重要性吸引了人們越來越多的注意力。但是,人們所談論的往往是一些著名的商業內核,諸如VxWorks、PSOS等。這些商業內核性能優越,但價格昂貴,主要用於16位和32位處理器中,針對國內大部分用戶使用的51系列8位單片機,可以選擇免費的ucos ii。

ucos ii的特點
1.ucos ii是由Labrosse先生編寫的一個開放式內核,最主要的特點就是源碼公開。這一點對於用戶來說可謂利弊各半,好處在於,一方面它是免費的,另一方面用戶可以根據自己的需要對它進行修改。缺點在於它缺乏必要的支持,沒有功能強大的軟體包,用戶通常需要自己編寫驅動程序,特別是如果用戶使用的是不太常用的單片機,還必須自己編寫移植程序。

2.ucos ii是一個佔先式的內核,即已經准備就緒的高優先順序任務可以剝奪正在運行的低優先順序任務的CPU使用權。這個特點使得它的實時性比非佔先式的內核要好。通常我們都是在中斷服務程序中使高優先順序任務進入就緒態(例如發信號),這樣退出中斷服務程序後,將進行任務切換,高優先順序任務將被執行。拿51單片機為例,比較一下就可以發現這樣做的好處。假如需要用中斷方式採集一批數據並進行處理,在傳統的編程方法中不能在中斷服務程序中進行復雜的數據處理,因為這會使得關中斷時間過長。所以經常採用的方法是置一標志位,然後退出中斷。由於主程序是循環執行的,所以它總有機會檢測到這一標志並轉到數據處理程序中去。但是因為無法確定發生中斷時程序到底執行到了什麼地方,也就無法判斷要經過多長時間數據處理程序才會執行,中斷響應時間無法確定,系統的實時性不強。如果使用μC/OS-II的話,只要把數據處理程序的優先順序設定得高一些,並在中斷服務程序中使它進入就緒態,中斷結束後數據處理程序就會被立即執行。這樣可以把中斷響應時間限制在一定的范圍內。對於一些對中斷響應時間有嚴格要求的系統,這是必不可少的。但應該指出的是如果數據處理程序簡單,這樣做就未必合適。因為ucos ii要求在中斷服務程序末尾使用OSINTEXIT函數以判斷是否進行任務切換,這需要花費一定的時間。

3.ucos ii和大家所熟知的Linux等分時操作系統不同,它不支持時間片輪轉法。ucos ii是一個基於優先順序的實時操作系統,每個任務的優先順序必須不同,分析它的源碼會發現,ucos ii把任務的優先順序當做任務的標識來使用,如果優先順序相同,任務將無法區分。進入就緒態的優先順序最高的任務首先得到CPU的使用權,只有等它交出CPU的使用權後,其他任務才可以被執行。所以它只能說是多任務,不能說是多進程,至少不是我們所熟悉的那種多進程。顯而易見,如果只考慮實時性,它當然比分時系統好,它可以保證重要任務總是優先佔有CPU。但是在系統中,重要任務畢竟是有限的,這就使得劃分其他任務的優先權變成了一個讓人費神的問題。另外,有些任務交替執行反而對用戶更有利。例如,用單片機控制兩小塊顯示屏時,無論是編程者還是使用者肯定希望它們同時工作,而不是顯示完一塊顯示屏的信息以後再顯示另一塊顯示屏的信息。這時候,要是ucos ii即支持優先順序法又支持時間片輪轉法就更合適了。

4.ucos ii對共享資源提供了保護機制。正如上文所提到的,ucos ii是一個支持多任務的操作系統。一個完整的程序可以劃分成幾個任務,不同的任務執行不同的功能。這樣,一個任務就相當於模塊化設計中的一個子模塊。在任務中添加代碼時,只要不是共享資源就不必擔心互相之間有影響。而對於共享資源(比如串口),ucos ii也提供了很好的解決辦法。一般情況下使用的是信號量的方法。簡單地說,先創建一個信號量並對它進行初始化。當一個任務需要使用一個共享資源時,它必須先申請得到這個信號量,而一旦得到了此信號量,那就只有等使用完了該資源,信號量才會被釋放。在這個過程中即使有優先權更高的任務進入了就緒態,因為無法得到此信號量,也不能使用該資源。這個特點的好處顯而易見,例如當顯示屏正在顯示信息的時候,外部產生了一個中斷,而在中斷服務程序中需要顯示屏顯示其他信息。這樣,退出中斷服務程序後,原有的信息就可能被破壞了。而在μC/OS-II中採用信號量的方法時,只有顯示屏把原有信息顯示完畢後才可以顯示新信息,從而可以避免這個現象。不過,採用這種方法是以犧牲系統的實時性為代價的。如果顯示原有信息需要耗費大量時間,系統只好等待。從結果上看,等於延長了中斷響應時間,這對於未顯示信息是報警信息的情況,無疑是致命的。發生這種情況,在μC/OS-II中稱為優先順序反轉,就是高優先順序任務必須等待低優先順序任務的完成。在上述情況下,在兩個任務之間發生優先順序反轉是無法避免的。所以在使用ucos ii時,必須對所開發的系統了解清楚,才能決定對於某種共享資源是否使用信號量。

ucos ii在單片機使用中的一些特點
1.在單片機系統中嵌入ucos ii將增強系統的可靠性,並使得調試程序變得簡單。以往傳統的單片機開發工作中經常遇到程序跑飛或是陷入死循環。可以用看門狗解決程序跑飛問題,而對於後一種情況,尤其是其中牽扯到復雜數學計算的話,只有設置斷點,耗費大量時間來慢慢分析。如果在系統中嵌入 ucos ii的話,事情就簡單多了。可以把整個程序分成許多任務,每個任務相對獨立,然後在每個任務中設置超時函數,時間用完以後,任務必須交出 CPU的使用權。即使一個任務發生問題,也不會影響其他任務的運行。這樣既提高了系統的可靠性,同時也使得調試程序變得容易。

2.在單片機系統中嵌入ucos ii將增加系統的開銷。現在所使用的51單片機,一般是指87C51或者89C51,其片內都帶有一定的RAM和 ROM。對於一些簡單的程序,如果採用傳統的編程方法,已經不需要外擴存儲器了。如果在其中嵌入ucos ii的話,在只需要使用任務調度、任務切換、信號量處理、延時或超時服務的情況下,也不需要外擴ROM了,但是外擴RAM是必須的。由於ucos ii是可裁減的操作系統,其所需要的RAM大小就取決於操作系統功能的多少。舉例來說,μC/OS-II允許用戶定義最大任務數。由於每建立一個任務,都要產生一個與之相對應的數據結構TCB,該數據結構要佔用很大一部分內存空間。所以在定義最大任務數時,一定要考慮實際情況的需要。如果定得過大,勢必會造成不必要的浪費。嵌入ucos ii以後,總的RAM需求可以由如下表達式得出:

RAM總需求=應用程序的RAM需求+內核數據區的RAM需求+(任務棧需求+最大中斷嵌套棧需求)·任務數
所幸的是,μC/OS-II可以對每個任務分別定義堆棧空間的大小,開發人員可根據任務的實際需求來進行棧空間的分配。但在RAM容量有限的情況下,還是應該注意一下對大型數組、數據結構和函數的使用,別忘了,函數的形參也是要推入堆棧的。

3.ucos ii的移植也是一件需要值得注意的工作。如果沒有現成的移植實例的話,就必須自己來編寫移植代碼。雖然只需要改動兩個文件,但仍需要對相應的微處理器比較熟悉才行,最好參照已有的移植實例。另外,即使有移植實例,在編程前最好也要閱讀一下,因為裡面牽扯到堆棧操作。在編寫中斷服務程序時,把寄存器推入堆棧的順序必須與移植代碼中的順序相對應。

4.和其他一些著名的嵌入式操作系統不同,ucos ii在單片機系統中的啟動過程比較簡單,不像有些操作系統那樣,需要把內核編譯成一個映像文件寫入ROM中,上電復位後,再從ROM中把文件載入到RAM中去,然後再運行應用程序。ucos ii的內核是和應用程序放在一起編譯成一個文件的,使用者只需要把這個文件轉換成HEX格式,寫入ROM中就可以了,上電後,會像普通的單片機程序一樣運行。

結語
由以上介紹可以看出,ucos ii具有免費、使用簡單、可靠性高、實時性好等優點,但也有移植困難、缺乏必要的技術支持等缺點,尤其不像商用嵌入式系統那樣得到廣泛使用和持續的研究更新。但開放性又使得開發人員可以自行裁減和添加所需的功能,在許多應用領域發揮著獨特的作用。當然,是否在單片機系統中嵌入ucos ii應視所開發的項目而定,對於一些簡單的、低成本的項目來說,就沒必要使用嵌入式操作系統了。

⑺ 幾種嵌入式實時操作系統簡介

(1)VxWorks

VxWorks是美國WindRiver公司的產品,是目前嵌入式系統領域中應用很廣泛,市場佔有率比較高的嵌入式操作系統。VxWorks實時操作系統由400多個相對獨立、短小精悍的目標模塊組成,用戶可根據需要選擇適當的模塊來裁剪和配置系統;提供基於優先順序的任務調度、任務間同步與通信、中斷處理、定時器和內存管理等功能,內建符合POSIX(可移植操作系統介面)規范的內存管理,以及多處理器控製程序;並且具有簡明易懂的用戶介面,在核心方面甚至町以微縮到8 KB。

(2) μC/OS-II

μC/OS-II是在μC-OS的基礎上發展起來的,是美國嵌入式系統專家Jean J.Labrosse用C語言編寫的一個結構小巧、搶占式的多任務實時內核。μC/OS-II能管理64個任務,並提供任務調度與管理、內存管理、任務間同步與通信、時間管理和中斷服務等功能,具有執行效率高、佔用空間小、實時性能優良和可擴展性強等特點。

(3)μClinux

μClinux是一種優秀的嵌入式Linux版本,其全稱為micro-control Linux,從字面意思看是指微控制Linux。同標準的Linux相比,μClinux的內核非常小,但是它仍然繼承了Linux操作系統的主要特性,包括良好的穩定性和移植性、強大的網路功能、出色的文件系統支持、標准豐富的API,以及TCP/IP網路協議等。因為沒有MMU內存管理單元,所以其多任務的實現需要一定技巧。

(4)eCos

eCos(embedded Configurable operating system),即嵌入式可配置操作系統。它是一個源代碼開放的可配置、可移植、面向深度嵌入式應用的實時操作系統。最大特點是配置靈活,採用模塊化設計,核心部分由小同的組件構成,包括內核、C語言庫和底層運行包等。每個組件可提供大量的配置選項(實時內核也可作為可選配置),使用eCos提供的配置工具可以很方便地配置,並通過不同的配置使得eCos能夠滿足不同的嵌入式應用要求。

⑻ 請問誰有《嵌入式實時操作系統μC/OS-II經典實例:基於STM32處理器》pdf文檔

啊呀,對不起,幫不了你!

⑼ 求 嵌入式實時操作系統μC/OS原理與實踐 盧有亮的PPT和全部代碼和視頻教程還有書的PDF~~~

http://dldx.csdn.net/fd.php?i=267753317884059&s=

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