uC/OS-Ⅱ簡介

時間：2014-04-24 13:54:49

關鍵字： UC/OS DOS ST 時鐘

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[導讀] 在嵌入式應用系統的設計中，實時操作系統的應用越來越受到重視。目前市場上可以選擇的實時操作系統很多，一些商用系統為用戶提供了非常豐富的功能，不僅包括實時內核，同時

在嵌入式應用系統的設計中，實時操作系統的應用越來越受到重視。目前市場上可以選擇的實時操作系統很多，一些商用系統為用戶提供了非常豐富的功能，不僅包括實時內核，同時還包括輸入輸出管理、文件系統、網絡、調試軟件等。但是對于中小型的嵌入式應用系統來說，商用實時操作系統的成本太高，所以采用免費軟件是最好的選擇。uC/OS-Ⅱ是一個免費的源代碼公開的實時嵌入式內核，它提供了實時系統所需的基本功能。其包含全部功能的核心部分代碼只占用8.3K字節(jié)，而且由于uC/OS-Ⅱ是可裁剪的，所以用戶系統中實際的代碼最少可達2.7K字節(jié)，可謂短小精悍。uC/OS-Ⅱ不僅使用戶得到廉價的解決方案，而且由于uC/OS-Ⅱ的開源特性，用戶還可以針對自己的硬件優(yōu)化代碼，以獲得更好的性能。,bRM6z

uC/OS-Ⅱ實際上是一個實時操作系統內核，只包含了任務調度、任務管理、時間管理、內存管理和任務間的通信與同步等基本功能。沒有提供輸入輸出管理、文件系統、網絡之類的額外服務。但是由于uC/OS-Ⅱ的可移植性和開源性，用戶可以自己添加所需的各種服務。目前，已經出現了第三方為uC/OS-Ⅱ開發(fā)的文件系統、TCP/IP協議棧、用戶顯示接口等。;C`wO

uC/OS-Ⅱ的任務調度是按搶占式多任務系統設計的，即它總是執(zhí)行處于就緒條件下優(yōu)先級最高的任務。為了簡化系統的設計，uC/OS-Ⅱ規(guī)定所有任務的優(yōu)先級必須不同，任務的優(yōu)先級同時也唯一地標識了該任務。即使兩個任務的重要性是相同的，它們也必須有優(yōu)先級上的差異，這也就意味著高優(yōu)先級的任務在處理完成后必須進入等待或掛起狀態(tài)，否則低優(yōu)先級的任務永遠也不可能執(zhí)行。系統通過兩種方法進行任務調度：一是時鐘節(jié)拍或其它硬件中斷到來后，系統會調用函數OSIntCtxSw()執(zhí)行切換功能;二是任務主動進入掛起或等待狀態(tài)，這時系統通過發(fā)軟中斷命令或依靠處理器執(zhí)行陷阱指令來完成任務切換，中斷服務例程或陷阱處理程序的向量地址必須指向函數OSCtxSw()。;3yL

uC/OS-Ⅱ最多可以管理64個任務，這些任務通常都是一個無限循環(huán)的函數。在目前的版本中，作者保留了優(yōu)先級為0、1、2、3、OS_LOWEST_PRIO-3、OS_LOWEST_PRIO-2、OS_LOWEST_PRIO-1、OS_LOWEST_PRIO的任務，所以用戶可以同時擁有56個任務。uC/OS-Ⅱ提供了任務管理的各種函數調用，包括創(chuàng)建任務、刪除任務、改變任務的優(yōu)先級、掛起和恢復任務等。系統初始化時會自動產生兩個任務：一是空閑任務OSTaskIdle()，它的優(yōu)先級最低為OS_LOWEST_PRIO，該任務只是不停地給一個32位的整型變量加一;另一個是統計任務OSTaskStat()，它的優(yōu)先級為OS_LOWEST_PRIO-1，該任務每秒運行一次,負責計算當前CPU的利用率。XfIj

uC/OS-Ⅱ要求用戶提供一個稱為時鐘節(jié)拍的定時中斷，該中斷每秒發(fā)生10至100次，時鐘節(jié)拍的實際頻率是由用戶控制的。任務申請延時或超時控制的計時基準就是該時鐘節(jié)拍。該時鐘節(jié)拍同時還是任務調度的時間基準。uC/OS-Ⅱ提供了與時鐘節(jié)拍相關的系統服務，允許任務延時一定數量的時鐘節(jié)拍或按時、分、秒、毫秒進行延時。")fT

對于一個多任務操作系統來說，任務間的通信與同步是必不可少的。uC/OS-Ⅱ提供了四種同步對象，分別是信號量、郵箱、消息隊列和事件。通過郵箱和消息隊列還可以進行任務間的通信。所有的同步對象都有相應的創(chuàng)建、等待、發(fā)送的函數。但這些對象一旦創(chuàng)建就不能刪除，所以要避免創(chuàng)建過多的同步對象以節(jié)約系統資源。QLc6,]

為了消除多次動態(tài)分配與釋放內存所引起的內存碎片，uC/OS-Ⅱ把連續(xù)的大塊內存按分區(qū)來管理。每個分區(qū)中都包含整數個大小相同的內存塊，但不同分區(qū)之間內存塊的大小可以不同。用戶需要動態(tài)分配內存時，選擇一個適當的分區(qū)，按塊來分配內存。釋放內存時將該塊放回它以前所屬的分區(qū)。這樣，就能有效解決內存碎片的問題。Qq.

uC/OS-Ⅱ的大部分代碼是用ANSI C寫成的，只有與處理器硬件相關的一部分代碼用匯編語言編寫。所以uC/OS-Ⅱ的移植性很強，可以在絕大多數8位、16位、32位微處理器、數字信號處理器上運行。uC/OS-Ⅱ的移植并不復雜，只要編寫4個匯編語言的函數、6個C函數再定義3個宏和1個常量，這些宏和函數都非常簡單，其中的5個C函數甚至只需聲明不必包含代碼。用戶可以根據需要自己編寫移植代碼。uC/OS-Ⅱ的網站上(www.uCOS-II.com)有針對不同微處理器的移植代碼可供下載。目前網站上提供的移植實例包括Intel公司的80x86、8051、80196等，Motorola公司的PowerPC、68K、CPU32等，TI公司的TMS320系列，Zilog公司的z-80、z-180，還包括Analog Device公司、ARM公司、日立公司、三菱公司、飛利浦公司和西門子公司的各種微處理器。a"WFu

第一，由于DOS下的C編譯器提供的運行庫沒有考慮多線程應用的問題，運行庫中的全局變量和部分函數只適用于單線程。這些變量和函數包括：errno、_doserrno、strtok、strerror、tmpnam、tmpfile、asctime、gmtime、ecvt、fcvt等。在uC/OS-Ⅱ中使用這些函數時要小心，要避免兩個任務同時調用這些函數，或者用信號量同步對這些函數的調用。+&i

© 第二，DOS是不能重入的，就是說正在調用DOS服務期間，是不能再次調用DOS的，如果又進行了DOS調用，那么肯定會引起系統崩潰。uC/OS-Ⅱ啟動多任務后，如果兩個以上的任務進行了DOS調用或者調用了需要DOS的C/C++運行庫(如：printf、scanf等等)，就有可能引起DOS重入。所以在uC/OS-Ⅱ中，可以調用BIOS或直接操縱硬件，但要盡量減少DOS調用。如果必須要用DOS，最好只有一個調用DOS的任務，或者用信號量進行同步。.