ucos2-中文-第二章

第 2 章 实时系统概念.......................................................................................................................1

2.0 前后台系统 （FOREGROUND/BACKGROUND SYSTEM）......................................................1

2.1 代码的临界段........................................................................................................................2

2.2 资源......................................................................................................................................2

2.3 共享资源...............................................................................................................................3

2.4 多任务...................................................................................................................................3

2.5 任务.......................................................................................................................................3

2.6 任务切换(CONTEXT SWITCH OR TASK SWITCH).......................................................................5

2.13 任务优先级........................................................................................................................11

2.14 2.14 静态优先级................................................................................................................11

2.15 动态优先级........................................................................................................................11

2.16 优先级反转........................................................................................................................11

2.17 任务优先级分配................................................................................................................13

2.18 互斥条件............................................................................................................................15

2.18.1

关中断和开中断

...........................................................................................................15

2.18.2

测试并置位

2.18.3

禁止

2.18.4

信号量

2.25 中断...................................................................................................................................30

2.26 中断延迟............................................................................................................................30

2.27 中断响应............................................................................................................................31

2.28 中断恢复时间(INTERRUPT RECOVERY).............................................................................32

2.29 中断延迟、响应和恢复....................................................................................................33

2.30 中断处理时间....................................................................................................................33

2.31 非屏蔽中断(NMI).............................................................................................................34

2.32 时钟节拍(CLOCK TICK).....................................................................................................37

2.33 对存储器的需求................................................................................................................39

第2章 实时系统概念

结合。实时系统的应用涵盖广泛的领域，而多数实时系统又是嵌入式的。这意味着计算机

建在系统内部，用户看不到有个计算机在系统里面。以下是一些嵌入式系统的例子：

实时应用软件的设计一般比非实时应用软件设计难一些。本章讲述实时系统概念。

2.0前后台系统 （Foreground/Background System）

不复杂的小系统一般设计成如图 2.1 所示的样子。这种系统可称为前后台系统或超循

环系统(Super-Loops)。应用程序是一个无限的循环，循环中调用相应的函数完成相应的操

作，这部分可以看成后台行为(background)。中断服务程序处理异步事件，这部分可以看成

前台行为（foreground）。后台也可以叫做任务级。前台也叫中断级。时间相关性很强的关

键操作(Critical operation)一定是靠中断服务来保证的。因为中断服务提供的信息一直要等

到后台程序走到该处理这个信息这一步时才能得到处理，这种系统在处理信息的及时性上

比实际可以做到的要差。这个指标称作任务级响应时间。最坏情况下的任务级响应时间取

决于整个循环的执行时间。因为循环的执行时间不是常数，程序经过某一特定部分的准确

很多基于微处理器的产品采用前后台系统设计，例如微波炉、电话机、玩具等。在另

外一些基于微处理器的应用中，从省电的角度出发，平时微处理器处在停机状态(halt)，所

有的事都靠中断服务来完成。

代码的临界段也称为临界区，指处理时不可分割的代码。一旦这部分代码开始执行，

可以被一个以上任务使用的资源叫做共享资源。为了防止数据被破坏，每个任务在与

共享资源打交道时，必须独占该资源。这叫做互斥（mutual exclusion）。在 2.18 节“互斥”

中，将对技术上如何保证互斥条件做进一步讨论。

多任务运行的实现实际上是靠 CPU(中央处理单元)在许多任务之间转换、调度。CPU

只有一个，轮番服务于一系列任务中的某一个。多任务运行很像前后台系统，但后台任务

有多个。多任务运行使 CPU 的利用率得到最大的发挥，并使应用程序模块化。在实时应用

中，多任务化的最大特点是，开发人员可以将很复杂的应用程序层次化。使用多任务，应

用程序将更容易设计与维护。