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1、第1卷 第4期 信息工程大学学报 Vol.1No.42000年12月 JournalofInformationEngineeringUniversityDec.2000实时操作系统的特点及其应用12岳 俭,严霄凤(11信息工程大学,国家数字交换系统工程技术研究中心,河南郑州450002;21信息工程大学信息技术学院,河南郑州450002)摘要:本文首先展示了嵌入式系统对于实时操作系统越来越迫切的需求,接着详细分析了实时操作系统的最重要的特征,然后描述了实时操作系统的最新发展,最后给出了应用实时操作系统到实际
2、开发项目的要点。关键词:嵌入式系统;操作系统;实时中图分类号:TP31612文献标识码:A1 嵌入式系统的要求2 主流RTOS随着计算技术在各行各业的不断渗透,嵌入式从八十年代末开始,陆续出现了一些RTOS,比计算机在应用数量上远远超过了传统意义上的计较著名的有Vxwork、pSOSystem、Nucleus和Windows2算机,它广泛应用于制造业、通讯、仪表、汽车、军CE。事、航空航天和消费类电子产品等领域。因此,许pSOSystem和VxWorks是美国WindRiver公司多学者主张以应用为中心把计算机划分为两类:通专门为嵌入式处理器设计和开发的
3、模块化、高效用计算机(典型的如PC)和嵌入式系统。按照这种率、高可靠性的实时操作系统,两者作为工业标准分类,目前嵌入式系统带来的工业年产值已经超过的实时操作系统,是嵌入式领域的领头羊。Win2了1万亿美元。dRiver公司分别为pSOSystem和VxWorks提供了强随着嵌入式处理器能力的提高和应用程序功大的图形化集成开发环境,图形化实时优化工具,能的复杂化和精细化,迫使应用程序必然需要划分旨在实现高效、可靠、易于使用的嵌入式实时多任为多个重要性不同的任务,在各任务间优化地分配务软件,以支持用户自己设计的或者商品化的硬件CPU时间和系统资源,同时还要保
4、证实时性。靠用系统。户自己编写一个实现上述功能的内核一般是不现NucleusPLUS是美国最大的源代码操作系统实的,而这种需求又是相当普遍的。在这种形势之厂商之一———AcceleratedTechnologyInc(ATI)推出下,由专业人员编写满足大多数用户需要的高性能的新一代实时操作系统。NucleusPLUS从内核、网实时操作系统(RTOS)内核就成为一种必然结果。络、文件系统到驱动程序等模块均提供完全的源代对程序实时性和可靠性要求的提高也是RTOS码,并且以易学易用而迅速成长,到目前为止已经发展的一个原因。另外,嵌入式系统的软件开发日拥有全球数
5、千家用户。在国内,NucleusPLUS也日趋工程化,产品进入市场时间不断缩短,也迫使管益受到广大电子工程师的认可,并且得到了从通理人员寻找一种有利于程序继承性、标准化、多人信、控制到智能家电等领域的广泛应用。并行开发的管理方式。从长远的意义上来讲,RTOS的推广能够带来嵌入式系统软件工业更有3RTOS的基本特征效、更专业化的分工,减少社会重复劳动、提高劳动生产率。 多任务RTOS的基本结构包括一个程序接口、 收稿日期:2000-10-20作者简介:岳俭(1962-),男,江苏常州人,信息工程大学副教授,主要研究方向为计算机应用。©1995-2006
6、TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 第4期 岳 俭等:实时操作系统的特点及其应用 45内核程序、器件驱动程序以及可供选择的服务模厂商普遍采用了微内核(microkernel)的思想,即将块。其中,内核程序是每个RTOS的根本,其基本传统操作系统中的许多共性的东西抽象出来,构成特征为:操作系统的公共基础,即微内核,真正具体的操作(1)任务 任务(Task)是RTOS中最重要的操系统功能则由构造在微内核之外的服务器实现。作对象,每个
7、任务在RTOS的控制下由CPU分时执这是一种机制与策略分离的开放式设计思路。在行。任务的调度目前主要有时间分片式(TimeSlic2理论上,这种方法提供了高度的灵活性、模块性和ing)、轮流查询式(Round2Robin)和优先抢占式(Pre2可移植性。emptive)三种,不同的RTOS可能支持其中的一种(2)RTOS的一体化开发环境或几种,其中优先抢占式对实时性的支持最好,也实时应用软件的特殊性,往往要求应用程度设是目前流行RTOS采用的调度方式。计者具有一定的实时操作系统的专门知识,能合理(2)任务切换 任务的切换有两种原因。当一地划分任务,合理地
8、配置系统以及进行目标联机的个任务正常地结束操作时,它就把CPU控制权交调试。由此
