嵌入式计算机实时操作系统的研究

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1、丫698629摘要随着信息化技术的发展和数字化产品的普及，以计算机技术、半导体技术和软件技术为核心的嵌入式系统再度成为当前研究和应用的热点.通信、计算机、消费电子技术(3C)合一的趋势正在逐步形成，无所不在的网络和无所不在的计算(everythingconnecting,everywherecomputing)正在将人类带入一个崭新的信息社会。由于当前的嵌入式系统大多数具有一定的实时性要求，本文将重点讨论嵌入式实时系统。嵌入式计算机的应用越来越广，几乎无所不在，为嵌入式系统的应用研究和嵌入式软件的设计提出了新的挑战和机遇。嵌入式

2、产品的多样性和复杂性决定了其硬件软件平台的多样性。产品的生命周期和上市周期不断的缩短，采用满足市场的要求，性价比高，扩展性强的硬件休系机构，是系统开发的基础;采用具有实时特性，高度可剪裁性，提供文件系统。网络协议，硬件驱动的嵌入式操作系统(RTOS)作为软件平台是系统开发高效快捷的保障。RTOS是一种新的嵌入式系统设计思想合一个开放的软件框架。由于它具有操作系统的基本功能，通过采用必要的算法，可以对整个嵌入式系统进行实时控制，合理分配任务运行的各种资源，极大地提高了复杂嵌入式系统软件的开发效率。同时操作系统不仅能提高二.巴系统的

3、性能和可靠性，而且使嵌入式系统软件具有良好可重用性。本文根据当前的实际情况为背景，以现代嵌入式计算机以及嵌入式实时软件为研究对象，详细地研究了嵌入式实时系统的要素，嵌入式实时软件的特点，课题在16位高性能嵌入式计算机和数字信号处理器平台上，重点阐述了嵌入式实时操作系统原理以及在嵌入式系统中的应用。论文一共分为7个部分。按照如下的顺序组织论文的结构。第一部分是绪论部分，主要对课题的背景和现状作了概述，并且介绍了论文的意义和总体结构。第二部嵌入式实时系统。分别对嵌入式实时系统的特点和实时软件的设计要素，方法，过程作了详细深入的研究，

4、从中推出在嵌入式实时系统的设计中采用嵌入式实时操作系统的必要性及其现实意义。第三部分，嵌入式操作系统的原理及其实现。本章从嵌入式实时系统的实时软件的要求入手，以操作系统的各个组成部分为线索，研究了嵌入式操作系统的原理，及其实现方法。并以本文所采用的嵌入式操作系统uC/OS-II为例，剖析了,C/OS-II的实现机理，整理出PC/OS-II的构架，并归纳出了用户需要的接口函数APIa第四部分，嵌入式系统中多任务的实时调度方法。介绍了实时多任务调度的必要性和意义，然后对当前较常用的调度算法作了详细的研究。同时通过较多的实例，分析比较

5、了这几种算法的优缺点。第五部分，本文中所采用的硬件平台的研究及其,UC/OS-II在该平台上的移植。本文研究所采用的硬件平台的处理器是TI公司的高性能16位嵌入式计算机MSP430F149和16位数字信号处理器TMS320LF2407A。本章卞要讲脉了MSP430F149和TMS320LF2407A的硬件资源。在掌握硬件平台资畸的基础上，具体地阐述了FUC/OS-II的移植原理和方法步骤·第六部分，在嵌入式操作系统平台上编写IO口设备程序。本章主要是在硬件平台编写较为通用的SCI,SPI接口驱动程序。在实现过程中，对实时操作系统

6、中的进程间的通信进行了较为深入的研究和比较一第七部分，uC/OS-II的改进。本章针对,UC/OS-II的使用过程中的体会和射实时操作系统的理解，提出了一些值得23C进的地方·第八部分对本文进行了全面的总结。【关键字】嵌入式系统，嵌入式软件，实时系统，嵌入式实时操作系统，进程间通信TheEmbeddedSystemResearchBasedtheRTOSABSTRACTAsinformationtechnologydevelopmentanddigitalproductpopularization,theembeddedsyst

7、embasedcomputerscience,chipandsoftwaretechnologyisbecominghotspotofresearchandapplication.Thesyncretismofthecommunication,computerandconsumptiveelectronicproductiscomingintobeing.Everythingconnectingandeverwherecomputingisbringingthepeopletoanewinformationworld.Anemb

8、eddedreal一timesystem,asitsnameimplies,possessesthecharacteristicsofbothanembeddedsystemandareal一timesystem.Areal一timesystemisoneinw