嵌入式实时操作系统1(2)

μC／OS-II是一个结构简单、功能完备和实时性很强的嵌入式操作系统内核，适合于广大的嵌入式系统开发人员和爱好者入门学习，以及高校教学和科研。μC／OSII很适合开发那些对系统要求不是很苛刻，且RAM和ROM有限的各种小型嵌入式系统设备。

8 实时操作系统的相关概念

（1）基本概念

代码临界段：指处理时不可分割的代码。一旦这部分代码开始执行则不允许中断打入；

资源：任何为任务所占用的实体；

共享资源：可以被一个以上任务使用的资源；

任务：也称作一个线程，是一个简单的程序。每个任务被赋予一定的优先级，有它自己的一套CPU寄存器和自己的栈空间。典型地，每个任务都是一个无限的循环，每个任务都处在以下五个状态下：休眠态，就绪态，运行态，挂起态，被中断态；

任务切换：将正在运行任务的当前状态（CPU寄存器中的全部内容）保存在任务自己的栈区，然后把下一个将要运行的任务的当前状态从该任务的栈中重新装入CPU的寄存器，并开始下一个任务的运行；

内核：负责管理各个任务，为每个任务分配CPU时间，并负责任务之间通讯。分为不可剥夺型内核于可剥夺型内核；

调度：内核的主要职责之一，决定轮到哪个任务运行。一般基于优先级调度法；

（2）关于优先级的问题

任务优先级：分为优先级不可改变的静态优先级和优先级可改变的动态优先级；

优先级反转：优先级反转问题是实时系统中出现最多的问题。共享资源的分配可导致优先级低的任务先运行，优先级高的任务后运行。解决的办法是使用“优

先级继承”算法来临时改变任务优先级，以遏制优先级反转。 （3）互斥

虽然共享数据区简化了任务之间的信息交换，但是必须保证每个任务在处理共享共享数据时的排他性。使之满足互斥条件的一般方法有：关中断，使用测试并置位指令（TAS），禁止做任务切换，利用信号量。

因为采用实时操作系统的意义就在于能够及时处理各种突发的事件，即处理各种中断，因而衡量嵌入式实时操作系统的最主要、最具有代表性的性能指标参数无疑应该是中断响应时间了。中断响应时间通常被定义为：

中断响应时间=中断延迟时间+保存CPU状态的时间+该内核的ISR进入函数的执行时间。

中断延迟时间=MAX(关中断的最长时间，最长指令时间) + 开始执行ISR的第一条指令的时间。

一、freeRTOS比uCOS II优胜的地方：

1。内核ROM和耗费RAM都比uCOS 小，特别是RAM。 这在单片机里面是稀缺资源，uCOS至少要5K以上， 而freeOS用2~3K也可以跑的很好。

2。freeRTOS 可以用协程（Co-routine），减少RAM消耗（共用STACK）。uCOS只能用任务（TASK，每个任务有一个独立的STACK）。

3。freeRTOS 可以有优先度一样的任务，这些任务是按时间片来轮流处理，uCOSII 每个任务都只有一个独一无二的优先级。因此，理论上讲，freeRTOS 可以管理超过64个任务，而uCOS只能管理64个。

4。freeRTOS 是在商业上免费应用。uCOS在商业上的应用是要付钱的。 二、freeRTOS 不如uCOS的地方：

1。比uSOS简单，任务间通讯freeRTOS只支持Queque， Semaphores，

Mutex。 uCOS除这些外，还支持Flag, MailBox.

2。uCOS的支持比freeRTOS 多。除操作系统外，freeRTOS只支持TCPIP， uCOS则有大量外延支持，比如FS， USB， GUI， CAN等的支持

3。uCOS可靠性更高，而且耐优化，freeRTOS 在我设置成中等优化的时候，就会出问题。