嵌入式操作系统 C/OS-II的运行机制与移植*
石世光 陈云洽
(中山大学电子与通信工程系 广州 510275)
摘 要 实时操作系统的移植和扩展是近年来嵌入式系统领域的重要研究热点,对嵌入式系统的引入和应用,已越来越成为广大科研人员关心的问题。针对嵌入式实时操作系统的特点,对嵌入式实时操作系统 C/O S-II进行深入探讨,首先介绍 C/O S-II的移植条件,然后着重分析了它的内核运行机制,最后对移植函数作了说明。
关键词 C/O S-II 运行机制 移植
中图分类号 TP316.2
OperationM echanis m and Transplant of t he Em bedded Operation Syste m C/O S-II
Sh i Sh iguang Chen Yunq ia
(D epart m ent o f E lectron ics and Communicati on Eng ineer i ng,Sun Y atsen U n i versity,Guangzhou 510275)
Abstrac t In recent years,the transplant and expanding of e m bedded rea l-ti m e ope ra ting syste m has becom e a research hots-pot.It a lready i s a noticeab l e prob l em fo r m any sc i entifi c researchers to i ntroduce and app l y the e m bedded operati on syste m.The i m ple m enti ng of rea l ti m e m echanis m i n C/0S-II is descr i bed i n t h is pape r.F irstly,transplant cond i tion of the e mbedded O S C/O S-II i s i ntroduced.Second l y,operation mechan i s m is descr i bed in deta i.l F i nall y,so m e transplant f uncti ons are expla i ned br i e fly.
K ey word s c/os-II,opera ti on m echan is m,transplant
C l ass numb er T P316.2
1 引言
当前,各种嵌入式操作系统得到广泛应用,它们以各自不同的特色分布于通信、航空航天、汽车、医疗、电子消费等不同领域;它们性能卓越、功能完备、技术成熟、服务周全。通过使用这样的操作系统,可以缩短产品的开发周期,降低开发成本,同时可使产品的品质大为提升。对于一名从事嵌入式系统开发的研究人员或工程师来说,了解并熟悉嵌入式操作系统是非常必要的。
2 C/O S操作系统的使用
C/OS-II是一个微型的实时操作系统,它包含了操作系统最基本的一些特性,如任务调度、任务通信、内存管理、中断管理等。我们可以通过购买M i c riu m公司关于 C/OS-II的书籍而得到 C/OS-II的源代码,该操作系统具有简单明了的结构和严谨的代码风格,非常适合嵌入式操作系统的初学者。它可以让我们以最快的速度来了解操作系统的概念、结构和模块工作原理,并可由浅入深逐步推广到商用操作系统上。自1992年以来, C/OS-II已经被应用到数以百计的产品中。对于那些对操作系统感兴趣的爱好者来说, C/OS-II也是一个很好的研究样本。
3 移植 C/O S需要的条件
C/0S-II是专门为中低端嵌入式应用设计的可剥夺型实时操作系统内核,主体用标准的AN-SI C语言写成,可移植性好。目前已被成功地移植到MCU、DSP、CP U上,包括8位、16位、32位及64位。要成功移植 C/OS-II,处理器必须满足以下要求:
(1)处理器的C编译器能产生可重入代码。
(2)用C语言可以打开和关闭中断。
122 计算机与数字工程 第34卷*收到本文时间:2006年2月14日
(3)处理器支持中断处理,并且能产生定时中断(通常在10至100H z 之间)。
(4)处理器支持能够容纳一定量数据(几千字节)的硬件堆栈。
(5)处理器有将堆栈指针和其它CPU 寄存器读出和存储到堆栈或内存中的指令。
也就是说,移植 C /OS-II 的基本条件是:处理器具有堆栈,具有CPU 内部寄存器入栈、出栈指令;使用的C 编译器支持内嵌汇编或者该C 语言可扩展,可连接汇编模块,从而关中断、开中断能在C 语言程序中实现。
4 C /O S-II 内核运行的机制
简单地说, C /OS-II 内核运行机制的基本思路是:近似地让最高优先级的就绪任务处于运行状态。下面是工作的核心原理。4.1 任务控制块基本结构
S tructOS_TCB {
OS_STK *OSTCBStkPtr ;//一个指向当前任务栈顶的指针;
struct os_tcb *OSTCBNex ;t
struct os_tcb *OSTCBprev ;//OSTCB N ext 和OSTCBPrev 用于任务控制块的双重链接;
I NT16U OSTCBD ly ;//用于任务延时或超时限制,每中断一次减一,为0表示任务准备就绪;
I NT8U OSTCBS ta;t //任务的状态字,0表示就绪态;
I NT8U OSTCBPrio ;//任务的优先级,值越小,优先级越高。
I NT8U OSTCBX ,OSTCB Y,OSTCBB it X ,OS -TCBB it Y ;//用于加速任务进入就绪态的过程或进入等待事件发生状态的过程。
}
从上述结构可以看到,每一个任务都建立相应的任务控制块OS_TCB (Task Contro ll B l o ck),任务控制块的开头,即OS_TCB 的0偏址内存单元中存放任务堆栈指针OSTCBStkPtr ,指向任务堆栈;通过双向链表OSTCBN ext 和OSTCBPrev 将不同的任务控制块OS_TCB 连起来,任务控制块还包括任务延时、状态、优先级等信息。
系统初始化时,将根据任务的多少来建立任务控制块链表。由任务创建函数分配的一块内存,建立任务堆栈,用来保存寄存器的值和该任务的代码
地址;再把堆栈的地址存入任务控制块,从而把任
务程序代码、任务堆栈和任务控制块联系在一起。操作系统内核可以通过任务控制块找到任务堆栈,从堆栈中取得任务代码。4.2 任务管理的实现
任务管理主要是通过对任务控制块(TCB )的管理来实现的。当一个任务建立时, C /OS-II 系统为其所对应的OS _TCB 赋值;当任务的CPU 使用权被剥夺时,系统用OS_TCB 来保存该任务的状态;当任务重新得到CPU 使用权时,系统就可通过任务控制块使任务从被中断处继续执行下去。
每个任务都被分配一个任务控制块TCB ,按照任务优先级的次序将各个任务TCB 的指针放入任务优先级表数组中,这样通过该数组就可访问各个任务。
同时有一个TCB 指针0STCBCur 指向当前任务的TCB ,另有一个TCB 指针0STCB H i g hRdy 指向具有更高优先级的并且将要执行任务的TCB ,如果两者的任务优先级不等,表明要进行任务切换,完成了任务切换后,CPU 就开始运行更高优先级任务。
4.3 任务启动过程
图1 OSStart()的流程
使处于就绪状态的任务开始运行的函数为OS -S tart ()。在调用OSStart ()之前,必须至少已建立了一个任务。前面谈到过,由于操作系统是按照 比较任务优先级,找到高优先级任务,然后再使之运行 的思路来启动任务的,因而配置了任务就绪表和优先级判定表。就绪表中有两个变量(OSRdyGrp 和OSRdy Tbl [])用来存放每个任务的
就绪标志,通过分组与优
先级表中的项实现一一对应,进而确定进入就绪态的优先级最高的任务。任务启动过程如图1所示。4.4 任务切换原理
任务的切换有两种情况:一种是任务级切换,另一种是中断级切换。
任务级切换,是指当前任务运行完毕,即切换到下一个准备就绪的最高优先级任务。
任务级切换的大致流程如下:
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第34卷(2006)第12期 计算机与数字工程
图2 OSSched()函数流程 当前任务完成;
OSSched()进行任务调度,选出高优先级就绪任务;
OS_Task_Sw()进行任务切换;
运行高优先级任务。
其中OS_Task_Sw ()的工作过程比较简单:(1)将寄存器值存入当前任务堆栈;(2)修改当前任务控制块指针oSTCBCur和当前任务优先级oSProCur,指向就绪任务;(3)恢复就绪任务堆栈中的值到寄存器中,完成切换。
而OSSched()用于
任务调度,其流程如图2
所示。
图3 中断返回函数流程
中断级切换,是指在中断程序处理事务过程中,可能有一些任务运行就绪,因而重新整理和搜索任务就绪表,找到最高优先级任务进行切换。
中断级切换的大致流程如下:
调用函数OS-T ickISR(),完成中断入口工作;
调用OSIn-t E x it()选出高优先级就绪任务;
利用OS-Int C txSw()完成任务切换;
运行高优先级任务。
与任务级切换不同的是中断级切换时,中断返回函数
将决定是返回到被中断的任务,还是让优先级最高的任务运行。其流程如图3所示。5 移植关键函数的说明
如果理解了处理器和C编译器的技术细节,移植 C/OS-II的工作实际上并不复杂。移植工作包括以下几个内容:
用#define设置一个常量的值(OS_CP U.H);
声明10个数据类型(OS_CPU.H);
用#define声明三个宏(OS_CPU.H);
用C语言编写六个简单的函数(OS_CPU_C.C);
编写四个汇编语言函数(OS_CPU_A.AS M)。
5.1 OS_CPU.H
OS_CPU.H包括了用#defi n es定义的与处理器相关的常量,宏和类型定义。
(1)定义有关的数据类型
因为不同的微处理器有不同的字长,且C语言中的shor,t i n t和long等数据类型与编译器是有关的,不可移植,所以为了确保其可移植性, C/OS -II采用的是整型数据结构。
(2)OS_STK_GROWTH
不同的微处理器的堆栈生长方向不同,比如X86系列与51系列就不一样,编程的时候要注意。置OS_STK_GROWTH为0表示堆栈从下往上长,为1表示堆栈从上往下长。
5.2 OS_CP U_A.AS M
OS_CPU_A.AS M要求编写四个简单的汇编语言函数:
OSStart H ighRdy();OSC txSw();
OS I nt C txSw();OST ickISR()
如果编译器支持插入汇编语言代码的话,就可以将所有与处理器相关的代码放到OS_CP U_C.C 文件中,而不必放在一些分散的汇编语言文件中。
(1)OSStart H i g hRdy():运行高优先级就绪任务函数
OSStart H ighRdy()必须调用OSTaskSw H ook (),因为OSTaskSwH ook()可以通过检查OSRun-ning而确定是OSStart H i g hRdy()在调用它(OSRun-ning为FALSE)还是正常的任务切换在调用它(OSRunn i n g为TRUE)。
OSStart H ighRdy()还必须在最高优先级任务恢复之前和调用OSTaskSw H ook()之后设置OS-Running为TRUE。
(2)OSC t x Sw()、OSI nt C t x Sw():上下文切换函数
任务级的切换是通过发软中断命令或依靠处理器执行陷阱指令来完成的,其中断向量地址必须指向OSC t x Sw()。
中断级的切换由OSI ntEx it()通过调用OS-
124 嵌入式操作系统 C/O S-II的运行机制与移植 第34卷
Int C txSw()来执行切换功能。
(3)OST ickI SR():定时中断函数
OST i c k I SR()函数主要负责进入中断时保存处理器寄存器内容,完成任务切换退出时恢复处理器寄存器内容并返回,相当于中断服务程序的入口。
5.3 OS_CP U_C.C
OS_CP U_C.C要求编写六个简单的C函数:
OST askStkI n it();OSTaskC reate H ook();
OST askDeH l ook();OSTaskSw H ook();
OST askStat H ook();OST i m e T ick H ook()
唯一必要的函数是OSTaskStkI n it(),其它五个函数必须声明但没必要包含。
对于OSTaskStkInit()而言,OSTaskCreate()和OST askC reate Ex t()通过调用OSTaskS t k Init()来初始化任务的堆栈结构,OSTaskS t k I n it()返回堆栈指针所指的地址,OST askC reate()会获得该地址并将它保存到任务控制块(OS_TCB)中。
要注意的是,处理器是按一定的顺序将寄存器内容存入堆栈的,所以在编写任务堆栈的时候也必须按照这一顺序,即保证任务堆栈结构与系统堆栈结构一致。
6 移植主程序
vo id m a i n()
{
Sysi n it();//硬件系统初始化
OSInit();//操作系统初始化
OST askC reate();//任务创建
T ic ker_Start();//节拍中断初始化
OSS tart();//任务启动
}
void Task()
{有关参数的定义;
for(;;)
{
任务的执行代码;
OST i m e D ly();//每次任务代码执行完都会调用系统延时函数,在此期间确定是否有其他任务就绪。
}
}
7 结束语
在研制电力谐波检测仪的过程中,在T I DSP F2407微处理器上进行了 C/OS-II的移植并取得很好的效果。学习 C/OS-II的移植程序时,不仅要知其然,更要知其所以然,因而必须掌握 C/OS-II内核运行的基本原理,从而深入理解移植程序,实施嵌入式操作系统的移植,为我们进行各种嵌入式系统的研究和设计打下坚实的基础。
参考文献
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实时嵌入式操作系统[M].北京:中国电力出版社, 2001
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片机与嵌入式系统应用,2003,8
[3]王克星,实时多任务操作系统的开发与应用[J],计算
机工程与应用,2003,5
(上接第80页)
简化了各个功能性P2P服务的设计。
4 结束语
通过对现有的各个功能性P2P服务的分析,指出现有的各个功能性的P2P服务不能共享公共的P2P体系资源,为此,基于Agen t的理论和方法,提出并设计了一个可以使各个功能性P2P 服务共享P2P公共资源的体系结构。该体系结构中的进一步的细节,包括:安全规则库的结构和安全验证的方法、对等点资料库、通用服务总线的结构、管理总线的结构等细节还需要进一步研究。
参考文献
[1]张联峰,刘乃安,钱秀槟等,综述对等网(P2P)技术[J],
计算机工程与应用,2003(12):142~145
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析[J],飞行器测控学报,2004,23(4):90~94
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第34卷(2006)第12期 计算机与数字工程
嵌入式操作系统实验 实验一 Linux常用命令 一.实验目的 1. 熟悉VMware Workstation虚拟机的使用。 2. 熟悉ubuntu操作系统。 3. 掌握常用的Linux命令。 二.实验设备 硬件：PC机。 软件：VMware Workstation虚拟机、ubuntu操作系统。 三.实验内容 1.基于虚拟机的Linux操作系统的使用。 2.文件与目录相关命令的使用。 3.磁盘管理与维护命令的使用。 4.系统管理与设置命令的使用。 5.网络相关命令的使用。 6.压缩备份命令的使用。 四.实验步骤 1.基于虚拟机的Linux操作系统的使用 (1)启动VMware Workstation应用程序，启动windows以后，点击开始→程序→VMware→VMware Workstation,出现如图1所示界面。
图1 启动VMware Workstation (2)点击菜单File Open选择安装好的Linux虚拟机文件，或者直接点击Start this virtual machine启动Linux操作系统。 (3)启动系统后需要输入用户名和密码，如图2所示，这里用户名为root，密码为“123456”。 图2输入用户名和密码 (3)启动终端，成功进入系统后，选择应用程序->系统工具->终端，如图3所示。 图3 启动终端 (4)在终端中执行Linux命令，终端运行以后，就可以在这里输入Linux命令，并按回车键执行，如图4所示。
图4运行Linux命令 2.文件与目录相关命令的使用 理解12个常用的文件与目录相关命令的使用，完成如下练习。 (1)查询/bin目录，看一看有哪些常用的命令文件在该目录下：ll /bin (2)进入/tmp目录下，新建目录myshare： cd /tmp mkdir myshare ls -ld myshare/ (3)用pwd命令查看当前所在的目录 pwd (4)新建testfile文件 touch testfile ls -l (5)设置该文件的权限模式 chmod 755 testfile ls -l testfile (6)把该文件备份到/tmp/myshare目录下，并改名为testfile.bak。 cp testfile myshare/testfile.bak ls -l myshare/ (7)在/root目录下为该文件创建1个符号连接。 ln -s /tmp/testfile /root/testfile.ln ls -l /root/testfile.ln (8)搜索inittab文件中含有initdefault字符串的行。 cat /etc/inittab | grep initdefault 3.磁盘管理与维护命令的使用 理解2个磁盘管理与维护命令，完成如下练习。 （1）Linux下使用光盘步骤： ?确认光驱对应的设备文件：ll /dev/cdrom ?挂载光盘：mount -t iso9660 /dev/cdrom testdir ?查询挂载后的目录：ll /media/cdrom ?卸载光盘（umount testdir）umount /dev/cdrom (2)Linux下USB设备的使用 ?挂载U盘，看看系统认出的盘（或者使用#fdisk -l）。cat /proc/partitions
三种常用的嵌入式操作系统分析与比较 摘要：提要三种常用的嵌入式操作系统——Palm OS、Windows CE、Linux；在此基础上、分析、比较这三种嵌入式操作系统，给出它们之间的异同点及各自的适用范围。 1 嵌入式系统与嵌入式操作系统 1.1 嵌入式系统 嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心，面向用户、面向产品、面向应用，软硬件可裁减的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统应具有的特点是：高可靠性；在恶劣的环境或突然断电的情况下，系统仍然能够正常工作；许多嵌入式应用要求实时性，这就要求嵌入式操作系统具有实时处理能力；嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是具体产品同步进行；嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性，一般都固化在只读存储器中或闪存中，也就是说软件要求固态化存储，而不是存储在磁盘等载体中。 1.2 嵌入式操作系统 嵌入式操作系统EOS （Embedded Operating System）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作，控制、协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而方的，它除具备了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外，还有以下特点： ①可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。 ②强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制当中。 ③统一的接口。提供各种设备驱动接口。
嵌入式系统作为近年来新兴的且发展很快的学科，它的应用越来越受到广大技术人员的重视。尤其起可移植性，显著的区别了通用操作系统。一款嵌入式操作系统通常运行在不同体系结构的处理器和开发板上，极大的方便了开发者开发与应用，节约了成本。 嵌入式操作系统作为移植支持嵌入式系统应用的操作系统软件，被广泛的运用于不同应用领域。纵观嵌入式系统40多年的历史，从无操作系统的嵌入式算法阶段到简单监控式的实时操作系统，一步又一步的到现在的以Internet为标志的嵌入式系统，一批又一批的先辈为其努力而奋斗。科技的革新，带动着社会的发展，人类的进步。大数据的时代必定属于我IT 人。以下我们聊一聊嵌入式系统及其移植性。 嵌入式操作系统大体分为商用型和免费型。 商用型主要是WindowsCE。Psos.os-9.qnx等其价格较为昂贵，开发成本高，广泛运用于通信。军事。航天等高端技术领域 免费型主要为Linux等主要运用于没有存储器管理单元的处理器而设置。 嵌入式基本操作共四步 主机和目标机的连接方式； UARA最经典90%的板子上，都支持的方式叫异部串行接口，也就是我们所说的串口。 USB串行接口 TCP/IP网络接口 Debug Jtag调试接口 补充说明 1.对于串口，通常用的有串口调试助手，putty工具等，工具很多，功能都差不多，会用一两款就可以； 2.对于USB线，当然必须要有USB的驱动才可以，一般芯片公司会提供，比如对于三星的芯片，USB下载主要由DNW软件来完成； 3.对于网线，则必须要有网络协议支持才可以 安装交叉编译器 方法一：分步编译和安装交叉编译工具链所需要的库和源代码，最终生成交叉编译工具链。该方法相对比较困难，适合想深入学习构建交叉工具链的读者。如果只是想使用交叉工具链，建议使用下列的方法二构建交叉工具链。 方法二：通过Crosstool-ng脚本工具来实现一次编译，生成交叉编译工具链，该方法相对于方法一要简单许多，并且出错的机会也非常少，建议大多数情况下使用该方法构建交叉编译工具链。 方法三：直接通过网上下载已经制作好的交叉编译工具链。该方法的优点不用多说，当然是简单省事，但与此同时该方法有一定的弊端就是局限性太大，因为毕竟是别人构建好的，也就是固定的，没有灵活性，所以构建所用的库以及编译器的版本也许并不适合你要编译的程序，同时也许会在使用时出现许多莫名其妙的错误 搭建主机
中南大学信息科学与工程学院实验报告 姓名：安磊 班级：计科0901 学号： 0909090310
指导老师：宋虹
目录 课程设计内容 ----------------------------------- 3 uC/OS操作系统简介 ------------------------------------ 3 uC/OS操作系统的组成 ------------------------------ 3 uC/OS操作系统功能作用 ---------------------------- 4 uC/OS文件系统的建立 ---------------------------- 6 文件系统设计的原则 ------------------------------6 文件系统的层次结构和功能模块 ---------------------6 文件系统的详细设计 -------------------------------- 8 文件系统核心代码 --------------------------------- 9 课程设计感想 ------------------------------------- 11 附录-------------------------------------------------- 12
课程设计内容 在uC/OS操作系统中增加一个简单的文件系统。 要求如下： (1)熟悉并分析uc/os操作系统 (2)设计并实现一个简单的文件系统 (3)可以是存放在内存的虚拟文件系统，也可以是存放在磁盘的实际文件系统 (4)编写测试代码，测试对文件的相关操作：建立，读写等 课程设计目的 操作系统课程主要讲述的内容是多道操作系统的原理与技术，与其它计算机原理、编译原理、汇编语言、计算机网络、程序设计等专业课程关系十分密切。 本课程设计的目的综合应用学生所学知识，建立系统和完整的计算机系统概念，理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法，掌握操作系统开发的基本技能。 I．uC/OS操作系统简介 μC/OS-II是一种可移植的，可植入ROM的，可裁剪的，抢占式的，实时多任务操作系统内核。它被广泛应用于微处理器、微控制器和数字信号处理器。 μC/OS 和μC/OS-II 是专门为计算机的嵌入式应用设计的，绝大部分代码是用C语言编写的。CPU 硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU 上。用户只要有标准的ANSI 的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将μC/OS-II嵌入到开发的产品中。μC/OS-II 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小内核可编译至2KB 。μC/OS-II 已经移植到了几乎所有知名的CPU 上。 严格地说uC/OS-II只是一个实时操作系统内核，它仅仅包含了任务调度，任务管理，时间管理，内存管理和任务间的通信和同步等基本功能。没有提供输入输出管理，文件系统，网络等额外的服务。但由于uC/OS-II良好的可扩展性和源码开放，这些非必须的功能完全 可以由用户自己根据需要分别实现。 uC/OS-II目标是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时内核，并在这个内核之上提供最基本的系统服务，如信号量，邮箱，消息队列，内存管理，中断管理等。 uC/OS操作系统的组成 μC/OS-II可以大致分成核心、任务处理、时间处理、任务同步与通信，CPU的移植等5个部分。如下图：
ARM的十一种嵌入式操作系统 ARM的十一种嵌入式操作系统 嵌入式LINUX 嵌入式Linux是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改，使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。Linux做嵌入式 的优势，首先，Linux是开放源代码;其次，Linux的内核小、效率高，可以定制，其系统内核最小只有约134KB;第三，Linux是免费 的OS,Linux还有着嵌入式操作系统所需要的很多特色，突出的就是Linux适应于多种CPU和多种硬件平台而且性能稳定，裁剪性很好，开发和使用都很容易。同时，Linux内核的结构在网络方面是非常 完整的，Linux对网络中最常用的TCP/IP协议有最完备的支持。提 供了包括十兆、百兆、千兆的以太网络，以及无线网络， TokenRing(令牌环网)、光纤甚至卫星的支持。 移植步骤：1.Bootloader的移植;2.嵌入式Linux操作系统内核 的移植;3.嵌入式Linux操作系统根文件系统的创建;4.电路板上外 设Linux驱动程序的编写。 WinCE WinCE是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础，它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设 备操作系统，它是精简的Windows95,WinCE的图形用户界面相当出色。WinCE是从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。它的模块化设计允许它对于从掌上电脑到 专用的工业控制器的用户电子设备进行定制。操作系统的基本内核 需要至少200K的ROM。 一般来说，一个WinCE系统包括四层结构：应用程序、WinCE内 核映像、板级支持包(BSP)、硬件平台。而基本软件平台则主要由
嵌入式操作系统的移植 综述：嵌入式操作系统与通用操作系统的最显著的区别之一就是它的可移植性。一款嵌入式操作系统通常可以运行在不同体系结构的处理器和开发板上。为了使嵌入式操作系统可以在某款具体的目标设备上运行，嵌入式操作系统的编写者通常无法一次性完成整个操作系统的代码，而必须把一部分与具体硬件设备相关的代码作为抽象的接口保留出来，让提供硬件的OEM厂商来完成。这样才可以保证整个操作系统的可移植性。 一、移植的定义及其目的 由于嵌入式系统所使用的芯片型号多种多样,很多芯片不能直接兼容,所以通过修改部分代码,把能在甲芯片上运行的程序,也能在与之不完全兼容的乙芯片上正确运行,就叫移植. 嵌入式操作系统移植的目的是指使操作系统能在某个微处理器或微控制器上运行。 二、移植的方法与具体操作步骤 2.1 在进行移植时，我们的首要任务就是要建立一个最基本的开发环境。该环境具备一套跨平台开发工具。它包含有编译器、连接 器、除错器等，另外还要准备制作文档系统所需的软件。以ＰＣ机作为宿主机构建一套完整的交叉编译系统来调试目标板。而在目标平台上只需要准备一段开机程序，如Ether boot,Red boot等，此程序可以在除错阶段取得系统的映像（image）文件后启动或者直接从Flash room中来引导系统。一旦启动后就进入Linux操作系统，同时也可
以使用GDB server作为远端除错工具。 2.2 内核的移植 为了使Linux内核能在不同的目标平台上运行，要求我们根据平台的处理器类型和外围接口，对Linux内核文件进行正确的配置，同时。修改内核文件Linux移植的主要步骤。如果修改完Linux的内核文件，使其能在目标平台上正确跑起来，那么整个移植过程就基本完成了。 2.3 移植的具体步骤 （1）首先获取某一版本的Linux内核源码，根据具体的目标平台对源码进行必要的改写（主要是修改体系结构相关的部分）； （2）添加一部分外设驱动（如网卡驱动、USB驱动），打造一款适合于目标平台的新的操作系统，也就是常说的内核配置或内核定制；（3）对该系统进行针对目标平台的交叉编译，生成一个内核映象文件； （4）最后通过一些手段将该映象烧写到目标平台中。 三、移植过程中如何进行剪裁 3.1 进行方式 进行的方式必须有效率的建立系统，基本可行的方法有两种: （1）从其中一个发行版本中把不必要的部份全部删掉，留下我们想要的系统。 （2）把系统所有的功能依规格从新建立起来。 3.2开发环境 要建立一个最基本的开发环境，必需具备一套跨平台的开发工具
嵌入式操作系统
问答题 1．什么是嵌入式系统，它由哪几部分组成？嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化，类似与BIOS的工作方式。具有软件代码小，高度自动化，响应速度快等特点。特别适合于要求实时的和多任务的体系。根据IEEE的定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。简单地讲就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。嵌入式系统一般有3个主要的组成部分：硬件、实时操作系统以及应用软件。硬件：包括处理器、存储器、输入输出设备、其他部分辅助系统等。实时操作系统：用于管理应用软件，并提供一种机制，使得处理器分时地执行各个任务并完成一定的时限要求.应用软件：实现具体业务逻辑功能。2．嵌入式系统的三要素是什么？嵌入式系统的三要素是嵌入、专用、计算机；其中嵌入性指的是嵌入到对象体系中，有对象环境要求；专用性是指软、硬件按对象要求裁减；计算机指实现对象的智能化功能。广义地说一个嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的计算机软硬件集合
体。即以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。3．列举五种以上的嵌入式实时操作系统？嵌入式实时操作系统是指操作系统本身要能在一个固定时限内对程序调用（或外部事件）做出正确的反应，亦即对时序与稳定性的要求十分严格。目前国际较为知名的有：VxWorks、NeutrinoRTOS、Nucleus Plus、OS/9、VRTX、LynuxOS，RTLinux、BlueCat RT等。 4．嵌入式系统一般由几层组成？简单介绍其作用？嵌入式系统一般由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。其作用分别如下：（1）硬件层：由嵌入式微处理器、外围电路和外设组成。外围电路有：电源电路、复位电路、调试接口和存储器电路，就构成一个嵌入式核心控制模块。操作系统和应用程序都可以固化在ROM或者Flash 中。为方便使用，有的模块在此基础上增加了LCD、键盘、USB接口，以及其他一些功能的扩展电路。（2）中间层：硬件层与软件层之间为中间层，也称为BSP（Board Support Package，板级支持包）。作用：将系统软件与底层硬件部
中南大学信息科学与工程学院实验报告 ：安磊 班级：计科0901 学号： 0909090310 指导老师：宋虹
目录 课程设计容 ----------------------------------- 3 uC/OS操作系统简介 ------------------------------------ 3 uC/OS操作系统的组成 ------------------------------ 3 uC/OS操作系统功能作用 ---------------------------- 4 uC/OS文件系统的建立 ---------------------------- 6 文件系统设计的原则 ------------------------------ 6 文件系统的层次结构和功能模块 --------------------- 6 文件系统的详细设计 -------------------------------- 8 文件系统核心代码 --------------------------------- 9 课程设计感想 ------------------------------------- 11 附录 -------------------------------------------------- 12
课程设计容 在uC/OS操作系统中增加一个简单的文件系统。 要求如下： (1)熟悉并分析uc/os操作系统 (2)设计并实现一个简单的文件系统 (3)可以是存放在存的虚拟文件系统，也可以是存放在磁盘的实际文件系统 (4)编写测试代码，测试对文件的相关操作：建立，读写等 课程设计目的 操作系统课程主要讲述的容是多道操作系统的原理与技术，与其它计算机原理、编译原理、汇编语言、计算机网络、程序设计等专业课程关系十分密切。 本课程设计的目的综合应用学生所学知识，建立系统和完整的计算机系统概念，理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法，掌握操作系统开发的基本技能。 I．uC/OS操作系统简介 μC/OS-II是一种可移植的，可植入ROM的，可裁剪的，抢占式的，实时多任务操作系统核。它被广泛应用于微处理器、微控制器和数字信号处理器。 μC/OS 和μC/OS-II 是专门为计算机的嵌入式应用设计的，绝大部分代码是用C语言编写的。CPU 硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU 上。用户只要有标准的ANSI 的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将μC/OS-II嵌入到开发的产品中。μC/OS-II 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小核可编译至 2KB 。μC/OS-II 已经移植到了几乎所有知名的CPU 上。 严格地说uC/OS-II只是一个实时操作系统核，它仅仅包含了任务调度，任务管理，时间管理，存管理和任务间的通信和同步等基本功能。没有提供输入输出管理，文件系统，网络等额外的服务。但由于uC/OS-II良好的可扩展性和源码开放，这些非必须的功能完全可以由用户自己根据需要分别实现。 uC/OS-II目标是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时核，并在这个核之上提供最基本的系统服务，如信号量，，消息队列，存管理，中断管理等。 uC/OS操作系统的组成 μC/OS-II可以大致分成核心、任务处理、时间处理、任务同步与通信，CPU的移植等5个部分。如下图：
第一章嵌入式系统概论 一.填空 1. 嵌入式系统是以嵌入式应用为目的、以计算机技术为基础的计算机系统。 2. 计算机系统按应用可以分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统。 3. 嵌入式系统按软件结构可分为嵌入式单线程系统和嵌入式事件驱动系统。 4. 嵌入式系统按是否具有实时性能可分为嵌入式非实时系统和嵌入式实时系统。 5. 嵌入式实时系统除具有嵌入式系统的基本特征外，还具实时性和可靠性的重要特点。 6. 嵌入式系统的硬件架构是以嵌入式处理器为中心，由存储器，I/O设备，通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。 7. 嵌入式系统的软件通常固态化存储在ROM、FLASH或NVRAM中。 8. 嵌入式系统的开发由于受到系统资源开销的限制，通常采用交叉开发环境。 9. 嵌入式系统开发采用的交叉开发环境是由宿主机和目标机组成的。 10. 嵌入式系统的设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程。 二.选择 1. 以下哪一项不属于嵌入式操作系统（C） A．VxWorks B. WinCE C. BSD D. uClinux 2. 以下关于嵌入式系统说确的是（A） A．以开发为中心 B 对实时，成本，功耗要求严格 C．软硬件协同 D 软件可剪裁 3. 以下关于嵌入式系统说确的是（A） A．嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统 B．对高性能要求严格
C．软硬件缺乏协同 D．不要时性 4. 对响应时间有严格要求的嵌入式系统是（A） A.嵌入式实时系统 B.嵌入式多线程系统 C.嵌入式多核系统 D.嵌入式轮转询问系统 5. 以下哪一项属于嵌入式系统不具备的特点（B） A.采用专用处理器 B. 跨平台可移植 C.软硬件协同一体化 D.小型化与有限资源 6. 嵌入式系统硬件的核心是（B） A.存储器 B.嵌入式微处理器 C.嵌入式微控制器 D.BSP 7. 嵌入式系统的软件部分不包括(A) A．DSP B.嵌入式操作系统 C.设备驱动程序D.应用程序 8. 对性能要求高的嵌入式系统是（C） A.嵌入式实时系统 B.嵌入式多线程系统 C.嵌入式多核系统 D.嵌入式轮转询问系统 9. 嵌入式应用软件的开发阶段不包括（D） A．交叉编译和 B.开发环境的建立 C．联机调试 D.应用程序模块加载 10. 为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都保存在（A） A．存储器芯片 B.磁盘 C.cache D.CDROM
嵌入式系统综合实验一
学号： 装 订 线 实验报告 课程名称： 嵌入式系统设计 指导老师：马永昌 成绩：________________ 实验名称：综合实验一dht11和人体感应传感器 实验类型：验证型 同组学生姓名：孙凡原 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1.掌握字符设备驱动程序的基本结构和开发方法 2.掌握用户空间调用设备驱动的方法 3.掌握用户和内核的交互 二、实验内容和原理 专业：测控技术与仪器 姓名：颜睿
装订 线1.编写温湿度传感器DHT11驱动，传输打印温湿度信息 2.编写人体感应传感器驱动，控制LED灯亮灭 原理： 温湿度传感器DHT11： 1.引脚图 实际使用传感器没有NC引脚 2.数据采集 a.数据总时序 用户主机发送一次开始信号后，DHT11 从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11 发送响应信号，送出40bit 的数据，幵触发一次信采集。
b.主机发送起始信号 连接DHT11的DATA引脚的I/O口输出低电平，且低 电平保持时间不能小于18ms，然后等待DHT11 作出 应答信号。 装 线 订 c.检测从机应答信号 DHT11 的DATA 引脚检测到外部信号有低电平时， 等待外部信号低电平结束，延迟后DHT11 的DATA 引脚处于输出状态，输出80 微秒的低电平作为应答信 号，紧接着输出80 微秒的高电平通知外设准备接收数 据。
装 订线 d.接收数据 （1）数据判定规则 位数据“0”的格式为：50 微秒的低电平和26-28 微秒的高电平，位数据“1”的格式为：50 微秒的低电平加70微秒的高电平。 接收数据时可以先等待低电平过去，即等待数据线拉高，再延时60us，因为60us大于28us且小于70us，再检测此时数据线是否为高，如果为高，则数据判定为1，否则为0。 （2）数据格式 一次传送40 位数据，高位先出 8bit 湿度整数数据+ 8bit 湿度小数数据+8bit 温度整
五大适合STM32的嵌入式操作系统 基于STM平台且满足实时控制要求操作系统，有以下5种可供移植选择。分别为μClinux、μC／OS-II、eCos、FreeRTOS和都江堰操作系统(djyos)。下面分别介绍这五种嵌入式操作系统的特点及不足。1、μClinuxμClinux是一种优秀的嵌入式Linux版本，其全称为micro-control Linux，从字面意思看是指微控制Linux。同标准的Linux相比， μClinux的内核非常小，但是它仍然继承了Linux操作系统的主要特性，包括良好的稳定性和移植性、强大的网络功能、出色的文件系统支持、标准丰富的API，以及TCP／IP网络协议等。因为没有MMU内存管理单元，所以其多任务的实现需要一定技巧。 μClinux在结构上继承了标准Linux的多任务实现方式，分为实时进程和普通进程，分别采用先来先服务和时间片轮转调度，仅针对中低档嵌入式CPU特点进行改良，且不支持内核抢占，实时性一般。 在内存管理上由于μClinux是针对没有MMU的处理器设计的，不能使用处理器的虚拟内存管理技术，只能采用实存储器管理策略。系统使用分页内存分配方式，在启动时对实际存储器进行分页。系统对内存的访问是直接的，操作系统对内存空间没有保护，多个进程可共享一个运行空间，所以，
即使是一个无特权进程调用一个无效指针也会触发一个地 址错误，并有可能引起程序崩溃甚至系统崩溃。 μClinux操作系统的中断管理是将中断处理分为两部分：顶半处理和底半处理。在顶半处理中，必须关中断运行，且仅进行必要的、非常少、速度快的处理，其他处理交给底半处理；底半处理执行那些复杂、耗时的处理，而且接受中断。因为系统中存在有许多中断的底半处理，所以会引起系统中断处理的延时。 μClinux对文件系统支持良好，由于μClinux继承了Linux完善的文件系统性能，它支持ROMFS、NFS、ext2、MS-DOS、JFFS等文件系统。但一般采用ROMFS文件系统，这种文件系统相对于一般的文件系统(如ext2)占用更少的空间。但是ROMFS文件系统不支持动态擦写保存，对于系统需要动态保存的数据须采用虚拟RAM盘／JFFS的方法进行处理。在对硬件的支持上，由于μClinux继承了Linux的大部分性能，所以至少需要512KB的RAM空间，lMB的ROM／Flash 空间。 在μClinux的移植方面，。μClinux是Linux针对嵌入式系统的一种改良，其结构比较复杂。移植μClinux，目标处理器除了需要修改与处理器相关的代码外，还需要足够容量的外部ROM和RAM。 综上可知，μClinux最大特点在于针对无MMU处理器设计，
几种主流嵌入式操作系统分析 1．嵌入式Linux 嵌入式Linux（Embedded Linux）是指对标准Linux经过小型化裁剪处理之后，能够固化 在容量只有几KB或者几MB 字节的存储器芯片或者单片机中，是适合于特定嵌入式应用场合的专用Linux操作系统。在目前已经开发成功的嵌入式系统中，大约有一半使用的是Linux。 这与它自身的优良特性是分不开的。 嵌入式Linux 同Linux 一样，具有低成本、多种硬件平台支持、优异的性能和良好的网络支持等优点。另外，为了更好地适应嵌入式领域的开发，嵌入式Linux 还在Linux 基础上 做了部分改进，如下所示。 ? 改善的内核结构 Linux 内核采用的是整体式结构（Monolithic），整个内核是一个单独的、非常大的程序，这____________样虽然能够使系统的各个部分直接沟通，提高系统响应速度，但与嵌入式系统存储容量小、 资源有限的特点不相符合。因此，在嵌入式系统经常采用的是另一种称为微内核（Microkernel） 的体系结构，即内核本身只提供一些最基本的操作系统功能，如任务调度、内存管理、中断 处理等，而类似于文件系统和网络协议等附加功能则运行在用户空间中，并且可以根据实际 需要进行取舍。这样就大大减小了内核的体积，便于维护和移植。 ? 提高的系统实时性 由于现有的Linux 是一个通用的操作系统，虽然它也采用了许多技术来加快系统的运行 和响应速度，但从本质上来说并不是一个嵌入式实时操作系统。因此，利用Linux 作为底层 操作系统，在其上进行实时化改造，从而构建出一个具有实时处理能力的嵌入式系统，如RT-Linux 已经成功地应用于航天飞机的空间数据采集、科学仪器测控和电影特技图像处理等 各种领域。 嵌入式Linux 同Linux 一样，也有众多的版本，其中不同的版本分别针对不同的需要在内核等方面加入了特定的机制。嵌入式Linux 的主要版本如表4.1所示。 表4.1 嵌入式Linux主要版本 版本简单介绍 μCLinux 开放源码的嵌入式Linux 的典范之作。它主要是针对目标处理器没有存储管理单元 MMU，其运行稳定，具有良好的移植性和优秀的网络功能，对各种文件系统有完备 的支持，并提供标准丰富的API RT-Linux 由美国墨西哥理工学院开发的嵌入式Linux硬实时操作系统。它已有广泛的应用 Embedix 根据嵌入式应用系统的特点重新设计的Linux发行版本。它提供了超过25种的Linux 《嵌入式Linux应用程序开发详解》——第4章、嵌入式系统基础 系统服务，包括Web服务器等。此外还推出了Embedix的开发调试工具包、基于图 形界____________面的浏览器等。可以说，Embedix是一种完整的嵌入式Linux解决方案
嵌入式操作系统实验一建 立交叉编译环境 Last updated on the afternoon of January 3, 2021
嵌入式操作系统实验报告 队友：张圣苗亚 实验内容 1、准备工作工作：安装virtualbox虚拟机工具，并安装系统、增强型工具，实现共享文件夹的自动挂载。 2、利用crosstool提供的脚本安装和相关资源编译面向的ARM的GCC工具。 详细内容1：安装虚拟机软件和虚拟机时要完成的主要步骤有：安装virtualbox，建立一台虚拟机，分配内存和硬盘，指定共享文件夹（主机和虚拟机可共同操作），指定操作系统镜像文件路径（相当于光盘，第一次启动时安装），安装虚拟操作系统，安装增强工具包，实现共享文件夹的自动挂载。有几点需要注意： 1、虚拟硬盘尽量分配大一些，之后再扩就比较麻烦。 2、共享文件夹不要有中文路径，不然挂载后看不到中文名称文件。 3、安装操作系统时，不能断网，需要下载各种资源，不然会异常。 详细内容2需要安装与脚本相关的工具，需要修改crosstool中的配置文件以指定编译的目标位arm-linux。需要修改需要的资源 实验步骤 实验准备： 在实验准备中，在安装完增强工具包（）并重启之后，需要实现对共享文件夹的自动挂载，只需要修改etc目录中的配置文件，是很多linux系统管理员的偏爱，因为凡是需要随系统自动启动的服务、程序等，都可以放在里面。 $sudomkdir/mnt/share $sudomount-tvboxsfembedded/mnt/shared 上面三句话实现了将共享文件夹embeded挂载到了share上。 gedit/etc/ 将第2句命令添加在exit之前，实现了自动挂载功能。 实验一 一、搭建编译环境 1、安装于脚本运行相关及其他的工具bison、flex、build-essential、patch、libncurses5-dev。
常见的嵌入式操作系统 分类：嵌入式操作系统2012-12-11 10:06 459人阅读评论(1) 收藏举报嵌入式操作系统 嵌入式操作系统与通用的操作相比较主要特点在于： 1．小内核，稳定可靠。 2．需要可装卸、可裁剪，以便能灵活应对各种不同的硬件平台。 3．面向应用，强实时性，可用于各种设备控制当中。 国际上常见的嵌入式操作系统大约有40种左，右如：Linux、uClinux、WinCE、PalmOS、Symbian、eCos、uCOS-II、VxWorks、pSOS、Nucleus、ThreadX 、Rtems 、QNX、INTEGRITY、OSE、C Executive 。他们基本可以分为两类，一类是面向控制、通信等领域的实时操作系统，如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx、ati的nucleus等；另一类是面向消费电子产品的非实时操作系统，这类产品包括个人数字助理(pda)、移动电话、机顶盒、电子书、webphone等，系统有Microsoft的WinCE，3Com 的Palm，以及Symbian和Google的Android等。 一、VxWorks VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是T ornado嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌人式实时操作系统领域逐渐占据一席之地。VxWorks具有可裁剪微内核结构；高效的任务管理；灵活的任务间通讯；微秒级的中断处理；支持POSIX 1003．1b实时扩展标准；支持多种物理介质及标准的、完整的TCP/IP网络协议等。 然而其价格昂贵。由于操作系统本身以及开发环境都是专有的，价格一般都比较高，通常需花费10万元人民币以上才能建起一个可用的开发环境，对每一个应用一般还要另外收取版税。一般不通供源代码，只提供二进制代码。由于它们都是专用操作系统，需要专门的技术人员掌握开发技术和维护，所以软件的开发和维护成本都非常高。支持的硬件数量有限。 二、Windows CE Windows CE与Windows系列有较好的兼容性，无疑是Windows CE推广的一大优势。其中WinCE3.0是一种针对小容量、移动式、智能化、32位、了解设备的模块化实时嵌人式操
嵌入式实时操作系统实验报告 任务间通信机制的建立 系别计算机与电子系 专业班级***** 学生姓名****** 指导教师 ****** 提交日期 2012 年 4 月 1 日
一、实验目的 掌握在基于嵌入式实时操作系统μC/OS-II的应用中，任务使用信号量的一般原理。掌握在基于优先级的可抢占嵌入式实时操作系统的应用中，出现优先级反转现象的原理及解决优先级反转的策略——优先级继承的原理。 二、实验内容 1.建立并熟悉Borland C 编译及调试环境。 2.使用课本配套光盘中第五章的例程运行（例5-4,例5-5，例5-6），观察运行结果，掌握信号量的基本原理及使用方法，理解出现优先级反转现象的根本原因并提出解决方案。 3.试编写一个应用程序，采用计数器型信号量（初值为2），有3个用户任务需要此信号量，它们轮流使用此信号量，在同一时刻只有两个任务能使用信号量，当其中一个任务获得信号量时向屏幕打印“TASK N get the signal”。观察程序运行结果并记录。 4. 试编写一个应用程序实现例5-7的内容，即用优先级继承的方法解决优先级反转的问题，观察程序运行结果并记录。 5.在例5-8基础上修改程序增加一个任务HerTask,它和YouTask一样从邮箱Str_Box里取消息并打印出来，打印信息中增加任务标识，即由哪个任务打印的；MyTask发送消息改为当Times为5的倍数时才发送，HerTask接收消息采用无等待方式，如果邮箱为空，则输出“The mailbox is empty”, 观察程序运行结果并记录。 三、实验原理 1. 信号量 μC/OS-II中的信号量由两部分组成：一个是信号量的计数值，它是一个16位的无符号整数（0 到65,535之间）；另一个是由等待该信号量的任务组成的等待任务表。用户要在OS_CFG.H中将OS_SEM_EN开关量常数置成1，这样μC/OS-II 才能支持信号量。
通用PC系统与嵌入式系统的区别.txt精神失常的疯子不可怕，可怕的是精神正常的疯子！一什么是嵌入式系统 嵌入式系统一般指非pc系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。简单地说，嵌入式系统集系统的应用软件与硬件于一体，类似于pc中bios的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要求实时和多任务的体系。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，它是可独立工作的“器件”。 嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上pda、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。 嵌入式系统的硬件部分，包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和i/o端口、图形控制器等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而大多使用eprom、eeprom或闪存 (flash memory)作为存储介质。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。 二嵌入式处理器 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备4个特点：(1)对实时和多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度；(2)具有功能很强的存储区保护功能，这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断；(3) 可扩展的处理器结构，以能迅速地扩展出满足应用的高性能的嵌入式微处理器；(4)嵌入式微处理器的功耗必须很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，功耗只能为mw 甚至μw级。 据不完全统计，目前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000种，流行的体系结构有30 多个系列。其中8051体系占多半，生产这种单片机的半导体厂家有20多个，共350多种衍生产品，仅philips就有近100种。现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器，越来越多的公司有自己的处理器设计部门。嵌入式处理器的寻址空间一般从64kb到16mb，处理速度为 0.1~2000mips，常用封装8~144个引脚。 根据现状，嵌入式计算机可分成下面几类: (1)嵌入式微处理器(embedded microprocessor unit, empu) 嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器。由于嵌入式系统通常应用于环境比较恶劣的环境中，因而嵌入式微处理器在工作温度、电磁兼容性以及可靠性方面的要求较通用的标准微处理器高。但是，嵌入式微处理器在功能方面与标准的微处理器基本上是一样的。根据实
嵌入式系统实验报告文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
大连理工大学 本科实验报告 课程名称：嵌入式系统实验 学院（系）：电子信息与电气工程学部 专业：自动化 班级： 0804 学号： 学生姓名：何韬 2011年 11月 18日 大连理工大学实验报告 学院（系）：电信专业：自动化班级： 0804 姓名：何韬学号：组： ___ 实验时间： 2011-11-12 实验室： d108 实验台： 指导教师签字：成绩： 实验二ARM的串行口实验 一、实验目的和要求 见预习报告 二、实验原理和内容 见预习报告 三、主要仪器设备
硬件：ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC机Pentium100 以上、串口线。 软件：PC 机操作系统win98、Win2000 或WinXP 、ARM SDT 或集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。 四、实验步骤 见预习报告 五、核心代码 在主函数中实现将从串口0接收到的数据发送到串口0（） int main(void) { char c1[1]; char err; ARMTargetInit(); 通过调用OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()创建至少一个任务; . OSStart(); /ucos-ii/" /* uC/OS interface */ #include "../ucos-ii/add/" #include "../inc/" #include "../inc/sys/" #include "../src/gui/" #include <> #include <>
填空 1、嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适用于应用系统，对(功能)、(可靠性)、(成本)、(体积)、(功耗)严格要求的专用计算机系统。 2、嵌入式系统开发采用的交叉开发环境是由(宿主机)和(目标机)组成的。 3、挂载设备到文件系统的命令是(mount)，从文件系统中卸载设备命令是(umounts)。 4、在系统提示符号输入vi及文件名称后，就进入vi全屏幕编辑画面，进入vi之后，是处于 (命令)模式，要切换到(编辑)模式才能够输入文字。 5、GCC的编译流程分为4个步骤，分别为：(预处理)，编译，(汇编)，链接。 6、Linux系统的设备分为三类：(字符设备)、(块设备)和网络设备。 7、操作系统的功能包(处理机管理)、(存储管理)、(设备管理)、(信息管理)、(作业管理)。 选择 1、下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。(C) (A)内核精简(B)专用性强(C)功能强大(D)高实时性 2、嵌入式Linux下常用的文件系统不包括以下哪一项(A) (A)nfs(B)romfs(C)yaffs(D)jffs 3、下面关于Shell的说法，不正确的是：(D) (A)操作系统的外壳(B)用户与Linux内核之间的接口程序(C)一个命令语言解释器(D)一种和C语言类似的程序语言 4、在Bootloader（）模式下，目标机可以通过通信手段从主机更新系统。(B) (A)启动加载模式(B)下载模式(C)实时模式(D)保护模式 5、文件exer1的访问权限为rw-r--r--，现要增加所有用户的执行权限和同组用户的写权限，下列命令正确的是: (A) (A)chmoda+xg+wexer1(B)chmod765exer1(C)chmodo+xexer1(D)chmodg+wexer1 6、在vi编辑环境中，下面（）选项不是从命令行模式切换到插入模式。(C) (A)i(B)o(C)ESC(D)a 7、shell变量名命名中不包括()。(D) (A)字母(B)数字(C)下划线(D)括号 8、下列关于字符设备说法不正确的是()。(C) (A)以字节为单位逐个进行I/O操作(B)字符设备中的缓存是可有可无的 (C)支持随机访问(D)字符设备可以通过设备文件节点访问 9、以下哪一项是是硬盘设备文件（）。(B) (A)fd0(B)hda(C)eth1(D)ht0 10、共享内存通信机制的缺点是（）。(B) (A)需要花费额外的内存空间(B)需要使用额为的同步机制 (C)需要额外硬件支持(D)通信过程中需要反复读取内存，时间开销大 简答题 1.嵌入式操作系统在哪些方面较为突出的特点并请列举出4种目前较常用的手机嵌入 式操作系统。 四个方面：系统实时高效性硬件的相关依赖性软件固态化应用的专用性 四种手机操作系统：Window Mobile SymbianOSAndriod OSE