ucos-ii(源代码开放的确良嵌入式os)教程(2).doc
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《UCOS-II(源代码开放的嵌入式操作系统)教程》第二章主要探讨了实时系统的基本概念和关键特性。实时系统是指那些对响应时间和任务执行顺序有严格要求的系统,它们分为软实时和硬实时两种类型。软实时系统允许一定的延迟,而硬实时系统则必须确保任务准时完成。嵌入式系统是实时系统的一个常见应用领域,它们通常内置在设备内部,用户无法直接看到。 在简单的前后台系统中,程序由一个无限循环构成,循环内部包含后台任务和中断服务的前台任务。后台任务负责常规操作,而前台任务则处理突发事件。由于中断服务的信息需等待后台循环到相应位置才能处理,因此这类系统的响应时间受限于循环执行的时间,可能导致信息处理的延迟。对于时间敏感的操作,中断服务是关键。 代码的临界段是不允许中断的代码区域,确保数据安全的关键在于在进入临界段前关闭中断,执行完毕后立即开启。资源是被任务占用的实体,包括硬件设备和软件对象。当多个任务需要使用同一资源时,称为共享资源,此时需要通过互斥机制确保资源的独占使用,防止数据冲突。 多任务系统是通过CPU在多个任务间快速切换实现的,它扩展了前后台系统的概念,使得CPU可以同时服务于多个任务,提高了系统效率。调度算法决定了任务的执行顺序,包括静态优先级和动态优先级调度。优先级反转是多任务系统中可能出现的问题,当低优先级任务持有高优先级任务需要的资源时,可能导致高优先级任务被阻塞。 同步和通信是多任务系统中的重要概念。同步机制如事件标志、信号量和消息传递(邮箱和队列)用于协调任务间的操作,确保它们按预期顺序执行。中断是实时系统中处理突发事件的关键,中断延迟、响应和恢复时间直接影响系统的实时性能。非屏蔽中断(NMI)用于处理紧急情况,时钟节拍则用于定时任务和调度。实时系统对存储器的需求较高,使用实时内核既有优点也有缺点,如提高响应速度但可能增加系统复杂性。 总结来说,本章详细介绍了实时系统的基本构造、操作原理以及设计挑战,为理解UCOS-II这样的嵌入式实时操作系统提供了理论基础。
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