ucos学习篇之信号量
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第一篇 UCOS介绍第一篇 UCOS介绍这个大家都知道。
呵呵。
考虑到咱们学习的完整性还是在这里唠叨一下。
让大家再熟悉一下。
高手们忍耐一下吧! uC/OS II(Micro Control Operation System Two)是一个可以基于ROM 运行的、可裁减的、抢占式、实时多任务内核,具有高度可移植性,特别适合于微处理器和控制器,是和很多商业操作系统性能相当的实时操作系统(RTOS)。
为了提供最好的移植性能,uC/OS II最大程度上使用ANSI C语言进行开发,并且已经移植到近40多种处理器体系上,涵盖了从8位到64位各种CPU(包括DSP)。
uC/OS II可以简单的视为一个多任务调度器,在这个任务调度器之上完善并添加了和多任务操作系统相关的系统服务,如信号量、邮箱等。
其主要特点有公开源代码,代码结构清晰、明了,注释详尽,组织有条理,可移植性好,可裁剪,可固化。
内核属于抢占式,最多可以管理60个任务。
μC/OS-II 的前身是μC/OS,最早出自于1992 年美国嵌入式系统专家Jean brosse 在《嵌入式系统编程》杂志的5 月和6 月刊上刊登的文章连载,并把μC/OS 的源码发布在该杂志的B B S 上。
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嵌人到开发的产品中。
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。
ucos信号量用法uC/OS中的信号量是一种用于同步和互斥的机制,常用于任务之间的通信和资源的共享。
下面是在uC/OS中使用信号量的一般步骤:1. 创建信号量:使用`OS_SEM_CREATE`宏或`OS_SEM_CREATE_EX`函数创建一个信号量。
这些函数会返回一个信号量控制块(Semaphore Control Block,简称SCB)的指针。
```cOS_SEM_CREATE_EX(p_sem, p_name, initial_value)```2. 等待(等待信号量):在任务中使用`OS_SEM_PEND`宏或`OS_SEM_PEND_EX`函数等待信号量。
如果信号量的值大于0,则任务会继续执行;否则任务会被阻塞,直到有信号量可用。
```cOS_SEM_PEND_EX(p_sem, timeout, ret_err)```3. 产生(发信号量):使用`OS_SEM_POST`宏或`OS_SEM_POST_EX`函数来发信号量。
这会增加信号量的值,并唤醒正在等待该信号量的任务。
```cOS_SEM_POST_EX(p_sem, opt, ret_err)```4. 删除信号量:使用`OS_SEM_DEL`宏或`OS_SEM_DEL_EX`函数删除信号量。
这会释放信号量的相关资源。
```cOS_SEM_DEL_EX(p_sem, opt, ret_err)```在uC/OS中,还可以设置信号量的属性,例如信号量的名称、触发模式、超时时间等。
具体用法可以参考uC/OS的用户手册或API文档。
ucos信号量用法一、引言在嵌入式系统的开发中,ucos作为一个开源的实时操作系统,被广泛应用于各种嵌入式设备中。
信号量是ucos中一种重要的同步机制,用于解决多任务环境下资源竞争的问题。
本文将介绍ucos中信号量的用法和注意事项。
二、信号量的概念信号量是一种用于多任务同步和资源管理的机制。
在ucos中,信号量是一种计数型变量,用于实现任务的互斥访问和同步操作。
信号量可以有两个操作:等待(wait)和释放(signal)。
三、信号量的创建和初始化在ucos中,信号量的创建和初始化是通过调用相应的API函数实现的。
首先需要定义一个信号量的变量,然后通过调用API函数对其进行初始化。
例如,可以使用以下代码创建一个信号量并初始化为1:SEM_HANDLE sem;sem = OSSemCreate(1);在上述代码中,SEM_HANDLE是信号量的句柄类型,OSSemCreate()是ucos提供的一个用于创建和初始化信号量的函数。
四、信号量的等待操作信号量的等待操作是任务在使用共享资源之前进行的操作。
如果资源已被占用,则任务需要等待,直到资源可用。
在ucos中,可以通过调用OSSemPend()函数来完成等待操作。
以下是一个示例代码,展示了任务如何进行信号量等待操作:void Task1(void *arg){while(1){// 等待信号量OSSemPend(sem, 0, &err);// 使用共享资源// 释放信号量OSSemPost(sem);}}在上述代码中,任务会在OSSemPend()函数处等待信号量。
参数sem表示待等待的信号量句柄,0表示最大等待时间,&err用于记录等待的结果。
五、信号量的释放操作信号量的释放操作是任务在使用完共享资源后进行的操作。
通过调用OSSemPost()函数来释放信号量,使其他任务可以继续访问该资源。
以下是一个示例代码,展示了任务如何进行信号量释放操作:void Task2(void *arg){while(1){// 使用共享资源// 释放信号量OSSemPost(sem);}}在上述代码中,任务会在OSSemPost()函数处释放信号量,以便其他任务可以继续访问该资源。
μCOS-II互斥信号量Application NoteAN-1002Jean J. Labrossebrosse@概述:使用互斥信号(Mutual Exclusion Semaphores)或者简单的互斥(mutexes)实现对资源的独占访问,互斥信号本身是一种二进制信号,具有超出μCOS-II提供的一般信号机制的特性。
本手册描述了C/OS-II V2.04增加的mutex一系列服务。
简介:在应用程序中使用互斥信号是为了减少优先级翻转问题(priority inversion problem),如μC/OS-II, The Real-Time kernel (ISBN 0-87930-543-6), section 2.16, page 47中描述的。
当一个高优先级的任务需要的资源被一个低优先级的任务使用是,就会发生优先级翻转问题。
为了减少优先级翻转问题,内核可以提高低优先级任务的优先级,先于高优先级的任务运行,释放占用的资源。
为了实现互斥,实时内核需要具有支持在同一优先级具有多个任务的能力。
不幸的是,μC/OS-II不允许在相同的优先级有多个任务,必须只有一个任务。
但是我们有另外的方法解决这个问题。
可以把需要资源的高优先级任务上面的一个任务使用Mutex保留,允许提高低优先级任务的优先级。
举一个mutexes信号工作的例子,如listing1所示。
Listing 1中有三个任务可以使用共同的资源,为了访问这个资源,每个任务必须在互斥信号ResourceMutex上等待(pend),任务#1有最高优先级10,任务#2优先级为15,任务#3优先级为20,一个没有使用的正好在最高优先级之上的优先级#9用来作为优先级继承优先级(Priority Inheritance Priority-PIP)。
如main()所示,L1(1)进行μC/OS-II初始化,并通过调用OSMutexCreate() L1(2)创建了一个互斥信号。
uC/OS信号量用于简单的按键扫描首先,当然要给按键扫描创建一个任务:OSTaskCreate(TaskKeyScan, (void * )0,(OS_STK*)&TASK_KEY_STK[KEY_STK_SIZE-1], 23);其次,创建一个信号量,赋值为0表示一个或者多个事件的发生,在这里表示按键按下这个事件:SemEvent = OSSemCreate(0);然后,就是按键任务的代码,如下:void TaskKeyScan(void * pdata){INT8U KeyAState;/*读取按键值*/INT8U key_press = 0;pdata = pdata;for(;;){OSTimeDlyHMSM(0,0,0,20);/*每隔20ms扫描一次按键*/KeyAState = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_2);/*按键按下返回1*/if (KeyAState == 1){OSTimeDlyHMSM(0,0,0,20);/*20ms去抖动*/KeyAState = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_2);if (KeyAState == 1){key_press = 1;/*按键确认标识置位*/}}if (KeyAState == 0 && key_release == 1)/*本次按键有效*/{OSSemPost(SemEvent);/*发送信号量*/key_press = 0;/*清除按键确认标识*/printf( "Post\n" );}}}最后,在另外的任务中响应按键,执行按键操作(使LED 灯翻转):void TaskLed(void * pdata){pdata = pdata;for(;;){OSSemPend(SemEvent,10,&err);/*挂起任务,等待信号量到来。
ucosiii处理调度器锁信号量问题
在uC/OS-III中,处理调度器锁和信号量之间的问题主要涉及
两个方面:处理调度器锁的优先级继承和信号量的使用。
首先,处理调度器锁的优先级继承问题。
在uC/OS-III中,任
务在执行期间需要屏蔽任务切换,以保证任务的原子性操作。
处理调度器锁可以用来实现这一点。
例如,在临界区内部使用处理调度器锁,可以禁止其他优先级高于当前任务的任务进行切换,从而保护关键数据的操作。
然而,当任务在执行临界区内部等待某个信号量时,需要考虑到优先级继承的问题。
优先级继承是指当一个任务在等待一个资源(如信号量)时,该任务的优先级被提升到最高等待该资源的任务的优先级。
这是为了保证资源的及时分配和避免优先级反转问题。
在
uC/OS-III中,可以使用处理调度器锁实现优先级继承。
另外,信号量的使用也需要注意。
信号量是一种用来同步和互斥共享资源的机制。
在uC/OS-III中,可以使用信号量来实现
任务之间的同步和互斥。
例如,一个任务可以等待某个信号量,直到该信号量变为可用,然后再继续执行。
另一个任务可以通过释放信号量来通知等待该信号量的任务可以继续执行。
在使用信号量时,需要注意正确的使用方法,以避免死锁和竞态条件等问题。
综上所述,处理调度器锁和信号量的问题在uC/OS-III中是非
常重要的,需要根据具体的应用场景和需求来进行合理的设计
和使用。
在使用处理调度器锁和信号量时,需要考虑到优先级继承和正确的使用方法,以确保系统的正确性和可靠性。
os的基本知识,信号量,临界资源1、信号量与互斥锁这两个东西是相似的,不同的是信号量主要做同步,⽽互斥锁做互斥访问;那么其值也就不同,信号量有很多可取的值,⽽互斥锁则是⼆值;操作也不同,信号量在做同步的时候,⼀个线程post,另⼀个pend。
⽽互斥锁则是在⼀个线程中加锁和解锁。
以上是不同之处,下边是结合ucos来讲。
信号量和互斥型信号量(ucos中对互斥锁的称呼)的数据类型ECB(时间控制块)是⼀样的。
其操作也⼀样。
在pend和post时,都可能会发⽣任务切换(没有获得信号量则该线程等待、发出信号量后⾼优先级任务解除挂起)。
这也就决定了,在中断例程中,不应使⽤pend函数,⽽应使⽤accpet,这个accept是不会等待信号量的,也就不存在任务切换的问题。
在中断中可以使⽤post函数。
互斥访问的处理不是必须要⽤信号量(互斥锁),因为这些功能的调⽤需要消耗时间,关中断也可以解决,但是会造成中断响应的延迟,看情况吧。
2、死锁Deadlock,⼜叫做抱死(deadly embrace)。
指两个线程⽆限制得等待对⽅控制的资源。
应对这种问题可以设置等待超时。
还可以:得到全部资源,再做下⼀步⼯作;⽤同样的顺序申请多个资源;释放资源时,使⽤相反的顺序。
3、临界资源临界资源(critical resource)⼜称为共享资源,指多个线程共享的资源(硬件、变量等)。
通常要保证线程互斥地访问临界资源。
访问临界资源的那段代码称为临界代码,保证进⼊临界代码段的互斥,也就实现了资源的互斥访问。
信号量(互斥锁)可以实现,ucos使⽤宏OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()通过关中断和开中断的⽅法实现了进⼊和离开临界区。
详解UCOS中的互斥信号量二值信号量主要用于进行共享资源的独占式访问,比如我们用一个变量来标志一个资源是否可用,当这个变量为1的时候表示资源可用,当这个资源为0的时候表示资源不可用,但是二值信号量容易产生优先级反转,影响系统的实时性。
互斥信号量一般用于降解优先级反转,优先级反转就是高优先级的任务的优先级被拉低了。
具体如下:我们有三个任务Task1,Task2,Task3,三个任务的优先级依次降低。
void Task1(){while(1){OSSemPend();//获取信号量......OSSemPost();//释放信号量}}void Task2(){while(1){//注意任务2不需要信号量}}void Task3(){while(1){OSSemPend();//获取信号量OSSemPost();//释放信号量}}void main(){OSInit();CreateTask(Task1);//1最高CreateTask(Task2);//2CreateTask(Task3);OSStart();}如上图所示:在任务2获得信号量的时候,任务1恢复就绪态之后因为没有获得信号量而挂起,所以任务3继续执行,直到任务3执行完毕之后,任务1才开始执行。
虽然任务1的优先级最高,但是因为信号量的原因而是任务1的优先级降到任务3的优先级水平。
而且任务2加重了优先级反转的程度。
当我们使用了互斥信号量之后,就可以在某种程度上缓解优先级反转的问题了。
当高优先级的任务请求互斥信号量时,如果低优先级的任务占有该信号量,则先提升低优先级任务的优先级,使之尽快执行完以释放互斥信号量,这样高优先级的任务也能尽快执行,在某种程度上缓解了优先级反转问题。
使用了互斥信号量之后的运行图如下:如图所示,在任务3执行的过程中,任务1请求互斥信号量,提升任务3的优先级到最高,使任务3尽快执行完,任务3执行完后释放信号量,任务1开始执行。
ucosii互斥信号量的用法(实用版)目录1.互斥信号量的概念和作用2.uCOS II 中的信号量和互斥信号量3.互斥信号量在 uCOS II 中的应用实例4.使用互斥信号量的注意事项正文一、互斥信号量的概念和作用互斥信号量是一种用于实现多任务之间同步和互斥的信号量,主要应用于解决多任务对共享资源访问时的线程冲突问题。
互斥信号量可以保证在某一时刻,只有一个任务能够访问共享资源,其他任务需要等待信号量变为可用状态后才能访问。
二、uCOS II 中的信号量和互斥信号量在 uCOS II 操作系统中,信号量是一种重要的同步原语,用于实现任务之间的同步和通信。
信号量分为计数型信号量和互斥型信号量两种。
计数型信号量可以实现任务之间的有序执行,它是一个整数值,可以通过 P 操作(即等待信号量)和 V 操作(即发送信号量)来实现任务的同步。
当计数型信号量的值为 0 时,表示任务需要等待其他任务释放资源;当信号量的值大于 0 时,表示任务可以继续执行。
互斥型信号量主要用于解决多任务对共享资源的互斥访问问题。
互斥型信号量只有一个值,通过 P 操作(即等待信号量)和 V 操作(即发送信号量)来实现任务的同步。
与计数型信号量不同,互斥型信号量在任何时候都只能被一个任务访问,其他任务需要等待信号量变为可用状态后才能访问。
三、互斥信号量在 uCOS II 中的应用实例在 uCOS II 中,互斥信号量通常用于以下场景:1.保护共享资源:当多个任务需要访问共享资源时,可以通过互斥信号量来保证同一时刻只有一个任务能够访问资源。
2.实现任务之间的互斥:在多任务系统中,有些任务不能同时执行,可以通过互斥信号量来实现任务之间的互斥。
3.实现任务之间的有序执行:在特定场景下,需要保证多个任务按照一定的顺序执行,可以通过互斥信号量来实现任务之间的有序执行。
四、使用互斥信号量的注意事项在使用互斥信号量时,需要注意以下几点:1.互斥信号量应在任务开始执行前创建,并在任务结束时释放,避免资源泄漏。