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uC/OS-II北京邮电大学计算机学院 邝 坚 2011年10月教材及参考文献《嵌入式实时操作系统 uC/OS-II(第2 版)》,Jean brosse, 邵贝贝, 北航出版 社, 2003年1月uC/OS-II的主要特点实时性可确定：绝大多数系统服务的执行时间具有可确定 性，不依赖于用户应用程序Task数目的多少。
多任务、独立栈：最多64个Task，基于优先级抢占调度方 式。
每个Task有自身独立的堆栈。
可裁减性：系统最小可裁减到几K到十几K，这种裁减还可 以做到基于函数级。
可移植性：与CPU体系结构相关部分用汇编编写，其他功 能组件CPU无关。
可靠、稳定性：由整个系统设计来保证，市场验证。
美国 联邦航空管理局（FAA）认证。
开源代码：内核约5500行C代码。
可固化：面向嵌入式应用。
系统功能实时内核 任务管理 时间管理 信号量、互斥信号量管理 事件标志组管理 消息邮箱管理 消息队列管理 内存管理 …Targets x86 68k PPC CPU32 i960 SPARC ARM MIPS XScale …Typical development configurationEthernetRS-232Development HostTargetTypical scenario:1. Boot target. 4. Download object module. 2. Attach target server. 5. Test & Debug. 3. Edit & compile. 6. Return to 3 or 1 as necessaryMulti-TaskingTask是代码运行的一个映像，从系统的角 度看，Task是竞争系统资源的最小运行单 元。
Task可以使用或者等待CPU、I/O设备 及内存空间等系统资源，并独立于其它的 Task，与它们一起并发运行。
Task OperationPriority-base preemptive scheduling（基 于优先级的抢占式调度）Task调度器上锁和开锁给调度器上锁函数OSSchedlock() 用于临 时禁止任务调度，直到任务完成后调用给 调度器开锁函数OSSchedUnlock()为止。
面向二十一世纪的嵌入式系统设计技术第五讲：ucOS/II 实时操作系统RTOS(一)：ucOS/II2002 年 1 月任课教员：徐欣主讲教员：习勇国防科大电子科学与工程学院嵌入式系统开放研究小组博士博士1What is uC/OS? u: Micro C:controluC/OS : 适合于小的、控制器的操作系统小巧公开源代码，详细的注解可剥夺实时内核可移植性强多任务确定性2002/112美国人The Story of uC/OSJean Labrosse 1992 年编写的商业软件的昂贵应用面覆盖了诸多领域，如照相机、医疗器械、音响设备、发动机控制、高速公路电话系统、自动提款机等1998 年uC/OS-II ，目前的版本uCOS-II2002/11uC/OS-II V2.513嵌入式操作系统—uC/OS概要内核结构- 任务以及调度机制任务间通信uC/OS 的移植在PC 机上运行uC/OS2002/114—uC/OS任务task嵌入式操作系统典型的一个无限循环。
void mytask(void *pdata)for (;;) {do something;waiting;do something;支持64 个任务，每个任务一个特定的优先级。
优先级越高，数字越小系统占用了两个任务，空闲任务和统计任务。
2002/115嵌入式操作系统—uC/OS任务的数据结构—任务控制块任务控制块OS_tcb ，包括任务堆栈指针，状态，优先级，任务表位置，任务链表指针等。
所有的任务控制块分为两条链表，空闲链表和使用链表。
新任务TCB(1) TCB0 TCB1next pre(2)(3)OSTCBFreeList图4.3TCB的双向链表结构TCBn空2002/116任务控制块结构嵌入式操作系统—uC/OSStruct os_tcb {OS_STK*OSTCBStkPtr;struct os_tcb*OSTCBNext;struct os_tcb*OSTCBprev;OS_EVENT *OSTCBEventPtr;void *OSTCBMsg;INT16U OSTCBDly;INT8U OSTCBStat;INT8U OSTCBPrio;INT8U OSTCBX, OSTCBY, OSTCBBitX, OSTCBBitY; } OS_TCB2002/117任务的状态OSTCBStat运行，就绪，等待，挂起OSTCBStat低四位挂起队列邮箱信号量可以有多个准备就绪的任务，但一个时刻只有一个任务可以运行，OSHighRdy2002/118任务的调度--OSScheduC/OS 是占先式实时多任务内核，优先级最高的任务一旦准备就绪，则拥有所有权开始投入运行。
计算机应用Computer Application《自动化技术与应用》2003年第22卷第5期嵌入式实时操作系统μc/os-Ⅱ的移植探讨雷必成,吴高标,吴永良(台州学院计算机系 台州 317000)摘要:介绍一种嵌入实时操作系统———μc/os-Ⅱ的特点和基本组成。
以μc/os-Ⅱ在MCS-51上的移植为例,着重讨论μc/os-Ⅱ在移植过程中必须注意的几个问题。
并讨论其它处理器对同一问题的不同处理方式。
关键词:实时操作系统;嵌入式;移植;MCS-51中图分类号:TP31612 文献标识码:A 文章编号:100327241(2003)0520069203Transplanting of The Embedded Real T ime OperationSystem-μcΠo s-ⅡLEI Bi-cheng,WU G ao-biao,WU Yong-liang(Computer Department o f Taizhou Univer sity,Taizhou317000,China)Abstract:To introduce the characteristics and basic constitution o f the embedded Real Time Operation System-μcΠos-Ⅱ,it puts an emphasis on sever2 al problems on the transplanting process o fμcΠos-Ⅱ,taking“μcΠos-Ⅱtransplanting into MCS-51”for example.And it also involves different approaches to the same issue on other processor s.K ey words:RTOS;Embedded;Transplanting;MCS-511 引言在嵌入式应用系统的设计中,实时操作系统的应用越来越受到重视。
嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的研究
近年来,随着计算机和通信技术的快速发展,嵌入式系统技术以其简洁、高效等优点成为了最热门的技术之一。
目前,航天航空、交通、工业控制、通信等各个领域已经广泛的应用了嵌入式系统技术。
在嵌入式系统中,嵌入式操作系统的实时性越来越来重要。
嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ具有小巧、性能稳定、开源、移植简单、硬实时性等优点而得到广泛的应用。
虽然μC/OS-Ⅱ有如此多的优点,但是实时性方面还存在不足之处。
本文深入分析了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的内核,重点研究了任务延时与软件定时器功能。
针对μC/OS-Ⅱ操作系统中任务延时的缺陷,参考C8051F系列单片机的片内PCAO (Programmable Counter Array 0),研究了一种基于硬件的、以提高系统的运行速度与实时性的延时机制。
经测试,得出此方法可以提高系统的实时性、减小系统的额外开销。
本文还对软件定时器中多个定时器同时完成定时的情况进行分析,根据存在的问题为定时器赋予不同的优先级,使用独立的任务执行回调函数,使定时器的回调函数按优先级先后顺序执行,以提高系统的实时性。
在以第二代Cortex-M3为内核的路虎LPC1786开发板上进行测试,通过比较原操作系统与改进后系统的运行情况,得出改进后的系统提高了系统的实时性。
《嵌入式实时操作系统》课程教学大纲课程名称：嵌入式实时操作系统英文名称：Embedded Real-time Operating Systems课程代码：02113107一、课程基本情况1．学分：2.5学时：402．课程类别：专业方向限定选修课3．适用专业：计算机科学与技术4．适用对象：本科5．先修课程：C语言程序设计，操作系统6．教材与参考书目：教材：《嵌入式实时操作系统μC/OS-II教程》，吴永忠等编著，西安电子科技大学出版社，2007年12月。
参考书：《嵌入式实时操作系统μC/OS-II原理及应用（第2版）》，任哲编著，北京航天航空大学出版社，2009年10月。
二、课程介绍1．“嵌入式实时操作系统”属嵌入式领域的技术基础课，是面向计算机专业本科生的工程应用和设计能力培养的一门工程应用型课程。
2．本门属于专业限定选修课与其他课程关系如下：前修课程：电子技术基础，Ｃ语言程序设计，操作系统，微机接口技术。
后继课程：综合实践，毕业设计等。
并行课程：嵌入式系统（配套的实验课与本课程同时进行）。
3．本课程目的在于培养学生在嵌入式系统软硬件方面的设计理念和开发能力，掌握嵌入式操作系统和高端嵌入式处理器的原理、设计原则和主要手段，建立合理、稳定、高效的通信系统设计模型。
通过代码开发以及在高端嵌入式处理机平台（ARM）上的实践，使学生真正掌握以实时嵌入式系统软硬件设计方法、调试手段和开发技能。
三、课程内容、学时分配及教学基本要求第一章嵌入式操作系统导论（共6学时）（一）教学内容：第一节嵌入式系统概述知识要点：嵌入式系统的定义、特点、组成结构和设计方法第二节嵌入式操作系统概述知识要点：嵌入式操作系统的发展、定义、特点、分类和重要指标，及其与通用操作系统的区别第三节μC/OS-II操作系统概述知识要点：μC/OS-II的特点和μC/OS-II的内核组成教学重点：嵌入式系统结构，嵌入式系统软硬件概念及相关内容教学难点：μC/OS-II操作系统的设计理念，嵌入式实时操作系统和通用操作系统的区别（二）教学基本要求：了解嵌入式系统和嵌入式操作系统的发展，理解嵌入式操作系统重要指标及与通用操作系统的区别，掌握嵌入式系统及嵌入式操作系统的定义、特点、分类。
