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1、第二卷第六期核电子学与探测技术年月用于微型计算机的小型实时操作系统唐云丽中国科学院原子能研究所,本文介貂了采用所定义的操作作为系抚的控制机理以及某些软件技巧,故系就响应速快、性能好,有效地解决了实,时应用中各任务简的同步通信以及相互固隔离简题。敲操作系就为实时数据获取与控制应用服务。使用,,微处理机作为仪表控制器的各用户易于用模块程序方法采用操作系统的各原,,。藉编写各自的应用程序完成各自的功能,,为了有效地进行控制和管理仪表的各个部分实现测量与控制自动化需要一
2、个强。有力的高级管理机构一一实时操作系统虽然实时操作系统的发展已有多年的历史,但用于测量仪表系统中的位微处理机。的实时操作系统却很少见为此本文介绍一个专为微处理机所设计的小型实时操。,、作系统!由于采用先进的软件技术和结构程序方法故它的速度快效率,—高适用于各种实时数据获取和自动处理的仪表系统中集中式系统或分布式仪表系。统本文着重从逻辑与技巧来介绍操作系统的核心设计一、操作系统的作用,列举图所示的核裂为说明操作系统的作用变物质无损分析中所用的带微处理机。的谱仪系统
3、,,图中智能多道分析器是整个系统的核心部件它由微型计算机和外。,。,围设备等构成在实时测量中该系统需要同时进行多种工作例如接收来自探测器,,,,的数据进行实时显示在盒式磁带机上记录数据周期性地检验系统工作状态处理控制信号一一一一探测器做处理饥⋯系统盒式磁带机回褥打,机,经龟全竺全丝色图丫谱仪系扰框图,,启动电子机,谱数据打印输出处理结果械交换器进行样品的自动更换等即该谱仪“”。,是处在实时多任务的环境之中为了协调管理上述各任务使之有条不紊地进行工,。作就需要有一个实
4、时操作系统,“”,当系统为分布式测量系统时它不仅处于实时多任务的环境之中而且系统各。部分还要进行通信、智能多道分析器和智能终端各用一个微计算机作为系统的管理控制和数据。,,处理部件它们之间要进行经常的通信使主机能随时访问终端中的外围设备并协调,。因此,各部件之间的动作实现测量和分析自动化在主机与终端各需要一个实时操作。系统来管理各自的任务和进行相互之间的通信、二操作系统的概况,,从系统的体系结构来看工是山系统的核心软件内存管理与分配程序通,。信管理系统和文件管理系统所构成这些程序相互
5、配合共同管理机器的各个部件,在操作系统中将一段可执行的程序定义为一个“任务”,,即可工作于多道程序方系统允许多个任务并行执行。,。式从系统角度看操作系统的核心是管理任务的执行一个任、。。务总是处于执行态预备态和等待状态中的一种如图所示节备’忿,外每个任务的寿命是由事件来控制的内部事件是指软件部事。件是指硬件任务状态的转换是由于任务本身需要等待一个事。,件或者由于某个事件的发生每个任务被分配一个优先级用户井烤二长。根据任务在系统中所处的地位重要与否来分配优先级的高低当,一个任务没有条件执
6、行时调度程序根据优先级选择下一个候。,任务状态之简补任务执行为了实现任务间的同步与隔离采用了图丁’〕。的关系的和操作作为操作系统的同步机构与“”的同步机构进行操作,操作是对所定义的数据结构称为信号量信号量是由计数值。“”,,和一个排队清单所组成处在等待状态的任务在信号量排队当它得到事件后。则立即执行。,“”和“”这两个概念为了实现任务的通信定义了信息信箱信息是任。意形式的数据块用以保存任务间通信时所需的数据或字符串信箱是将几个通信任务连。。它是由“”接起
7、来的枢纽洁号量和两个排队清单信息排队和任务排队构成的产、、,生信息的任务将信息投到指定的信箱内即将信息连接到信息队列中接收信息的任。息如果,务则取走信信息还没投到信箱即信箱中的信息队列是空的则接收信息的。任务需要在信箱等待到信息到来时为止任务间的通信可以是局部方式在集中式系统,。,或在同一节点内也可以是遥控方式在不同节点内在遥控方式下相互之间进,,行通信的任务是处在不同的节点内它们通过信箱进行信息交换就好象是处在局部方,。式在发送节点所看到的信箱是位于接收节点信箱的映象这种机构允
8、许在两种不同的,,通信方式中局部方式或遥控方式可以采用同一个通信原语进行任务间的通信图锁!∀信号量信息信号量队头信息排从队尾图信箱的数据桔构及排队清单。示出了信箱的数据结构。,的内存管理程序是将自由空间以数据块的形式动态分配各任务请求内存,分配的任务将请求信息发送到预先定义的系统信箱在该信箱等待服务的内存管理程序,〔‘〕。根据所收到的请求信息内容按照首次拟合代数法进行内存分配在!∀中对外部硬件中断的管理已转
