TinyOS操作系统开发技术及实践 第5章

5.1.2 <setjmp.h>头文件
与中止函数about()和退出函数exit()相比，初看 起来，goto语句处理异常更可行，但是，goto语句 只能在函数内部跳转，即不能从一个函数直接跳转 到另一个函数。
为此，标准C函数库提供了setjmp()和longjmp() 函数，setjmp()函数相当于非局部标号，longjmp() 函数相当于goto的作用，从而解决了从一个函数直 接跳转到另一个函数的问题，即非局部跳转。头文 件<setjmp.h>申明了这些函数及同时所需的jmp_buf 数据类型。
如下图所示：
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第5章 TinyOS51嵌入式操作系统 时间轮询调度为每个任务提供同份额的cpu执行
时间。由于纯粹的时间轮询调度不能满足实时性系统 要求，取而代之的是基于优先级抢占式调度扩充时间 轮询调度，即对同样优先级的任务使用时间片获得相 等的cpu分配时间，不同优先级的具有抢占权。
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第5章 TinyOS51嵌入式操作系统
就绪状态 ；运行状态； 阻塞状态
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第5章 TinyOS51嵌入式操作系统
就绪状态：当一个任务创立并准备运行时，内核将其放入 就绪状态。但不能运行，因为有一个更高优先级的任务在 执行，内核调度器根据优先级决定哪个任务先迁移到运行 状态，但处于就绪状态的任务不能直接迁移到阻塞状态。
运行状态：操作系统可让处于运行状态的低优先级任务暂 停运行，转而执行另一个处于就绪状态的高优先级任务， 这样正运行的任务就从运行状态迁移到了就绪状态。
SP
变化。
addr15~addr8
addr7~addr0
图 5.7
上下文信息 23
第5章 TinyOS51嵌入式操作系统

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第3章 TinyOS体系结构
硬件抽象架构
平台无关的硬件接口
硬件接口层
平台相关的应用程序
硬件适配层
软、硬件分割
硬件表示层 硬件
图3-2 硬件抽象架构
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第3章 TinyOS体系结构
3.2.2 硬件表示层 硬件表示层(Hardware Presentation Layer，以下简称HPL)
由一系列组件组成，该层组件直接位于硬件与软件的接口之间。 该层组件访问硬件的一般方法是通过内存或I/O映射，并且硬 件可以通过中断信号来请求服务。
第3章 TinyOS体系结构
第3章 TinyOS体系结构
3.1 概述 3.2 硬件抽象组件 3.3 综合硬件组件 3.4 高层软件组件 3.5 任务调度 3.6 系统启动顺序 3.7 跨平台应用 小结
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第3章 TinyOS体系结构
3.1 概述
TinyOS操作系统采用组件式结构，是一个基于事件的系 统。系统本身提供了一系列的组件供用户调用，其体系结构如 图3-1所示。
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第3章 TinyOS体系结构
async command void Port01.makeInput() { P0SEL &= ~_BV(1); P0DIR &= ~_BV(1);}
async command bool Port01.isInput() { return ~(P0DIR&_BV(1)); }
HPL组件提供的接口完全由平台的硬件模块本身功能决定。 因此HPL组件和硬件的紧密联系会降低组件设计和实现的自由 度。尽管每个HPL组件和底层硬件都是独一无二的，但这些组 件都有类似的大体结构。为了能够和硬件抽象架构的其余部分 更加完美地结合起来，每个HPL组件都应该具备以下几个功能：

前言 (3)编程小贴士 (3)链接和命名空间 (6)3.1 C (6)3.2 C++ (9)3.3 Java (11)3.4 组件与接口 (11)3.5 Why? (13)接口和模块 (15)4.1 Split Phase (15)4.2带参数的接口 (16)4.3模块的实现 (17)4.4 Tasks（任务） (19)4.5 Concurrency并发 (23)4.6 Allocation (31)Configurations and Wiring (35)5.0.1 The as keyword and other namespace tricks (39)5.1 Pass Through Wiring (41)5.1.1 Multiple Wirings, Fan-in, and Fan-out 多串联，扇入，扇出。

(42)5.2 Combine Functions (44)Parameterized Wiring (46)6.1 Defaults (50)6.2 unique() and uniqueCount() (51)第一章前言这本书介绍了如何在TinyOS 2.0(T2)下编程。

它比之前的指导性的文章更为深入些，而且还涉及到一些额外的主题，例如radio stacks的结构及其实现和一些现存的TinyOS 库。

这本书关注于如何编写nesC代码，以及解释那些nesC和TinyOS设计模式背后的概念和原理。

如果你想很快速的了解如何进行TinyOS编程，你可以先阅读指导(tutorials).如果你对TinyOS的某个子系统很感兴趣，你可以参阅TEPs（TinyOS Enhancement Proposals），它详细阐述了相应的设计，接口和组件。

这些都可以在TinyOS的发布目录下找到。

虽然本书的一些内容仍然适用于TinyOS 1.x的版本，但1.x的版本与T2版本的不同还是会导致不同编程实践。

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现有的WSN操作系统
• 当前已有多个有代表性的开源的无线 传感器网络操作系统：
Tiny OS 2.1：美国加州大学伯克利分校开发 Mantis OS 0.9.5 (Multimodal Networks of Insitu Sensors) ：美国克罗拉多大学开发 SOS 1.7：美国加州大学洛杉矶分校开发
– 命令（command）：接口的提供者必须实现它们； – 事件（event）：接口的使用者必须实现它们 。
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组件，接口，命令和事件
• 接口的特点：
Provides未必一定有组件使用，但uses一定要有人提供，否则编 译会提示出错。在动态组件配置语言中uses也可以动态配置。 接口可以连接多个同样的接口，叫做多扇入/扇出。 一个module可以同时提供一组相同的接口，又称参数化接口，表 明该Module可提供多份同类资源，能够同时给多个组件分享。
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TinyOS的技术特点-3
分阶段作业（Split-Phase Operations）
TinyOS没有提供任何阻塞操作，为了让一个耗时较长的操 作尽快完成，一般来说都是将对这个操作的请求和这个操 作的完成分开来实现，以便获得较高的执行效率。
主动消息通信（Active Message）
每一个消息都维护一个应用层的处理程序。当节点收到消 息后，就会把消息中的数据作为参数，传递给应用层的处 理程序，由其完成消息数据的解析、计算处理或发送响应 消息等工作。
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TinyOS的设计理念
• 由于WSN的特殊性，研究人员在设计TinyOS系统 时就提出以下几个原则：
– 1）能在有限的资源上运行：要求执行模式允许在单一 的协议栈上运行； – 2）允许高度的并发性：要求执行模式能对事件作出快 速的直接响应； – 3）适应硬件升级：要求组件和执行模式能够应对硬件/ 软件的替换； – 4）支持多样化的应用程序：要求能够根据实际需要， 裁减操作系统的服务； – 5）鲁棒性强：要求通过组件间有限的交互渠道，就能 应对各种复杂情况； – 6）支持一系列平台：要求操作系统的服务具有可移植 性。 10