UCOS-II移植ARM的读书笔记（12.17）

 实时系统概念

1 前后台系统

   不复杂的小系统通常选择前后台系统，应用程序是一个无限循环。在循环中调用相应的函数完成相应的操作，这部分可以看成后台行为。中断服务程序处理异步事件，可以看成前台行为。

 

2 代码的临界段

    需要在前后关开中断的代码，不能被打断的代码

 

3 资源

   输入输出设备，各种变量，结构，数组

 

4 共享资源

   可以被多个任务使用的资源

 

5多任务

   通过CPU在许多任务之间转换和调度

 

6任务

  每个任务都是一个无限循环，都可能处于五种状态之一：休眠，就绪，运行，挂起，被中断。UCOS中提供各种函数使任务能从一个状态变为另一个状态

  每个任务都有自己的CPU寄存器和栈空间以及TCB任务控制块

 

7任务切换

  任务切换过程是将正在运行任务的CPU寄存器全部内容保存到任务自己的栈区中，再将下一个要运行的任务的当前状况从该任务的栈中重新装入CPU的寄存器，并开始下一个任务的运行

 

8内核

  负责管理各个任务，为每个任务分配CPU时间，并负责任务间的通信

 

9调度

  决定该轮到哪个任务运行。主要是通过优先级来决定。总是让处于就绪态的优先级最高的任务先运行。

 

10不可剥夺型内核

  每个任务主动放弃CPU的使用权，放弃的方法可以使用多种函数定时或者定事件的放弃。异步事件还是由中断服务来处理。中断处理结束之后还是回到被中断的那个任务直到该任务主动放弃CPU的使用权。在任务级，不可剥夺型内核允许使用不可重入函数函数不必担心被重复调用，因为每个时刻都只有一个任务在运行。当然，该函数不能具有放弃CPU使用权的功能。

 

11可剥夺型内核

  当系统响应时间很重要，就需要使用可剥夺型内核。最高优先级任务一旦就绪，总能得到CPU的使用权。当运行的任务使一个更高优先级的任务进入就绪态，当前任务的CPU使用权就被剥夺或挂起，更高优先级的任务获得CPU的使用权。如果是中断服务子程序造成的，中断完成后被中断的任务被挂起，执行更高优先级的任务。

  在可剥夺型内核中，要谨慎使用不可重入函数。因为低优先级的和高优先级的任务有可能都调用该函数。

  总是让就绪态的高优先级的任务先运行，中断服务程序可以抢占CPU

 

12可重入函数

  可重入函数或者只使用局部变量，要么就是使用全局变量并且对全局变量予以保护。

 

13时间片轮番调度法

  UCOS中各个任务的优先级都是不同的。。不支持时间片轮番调度

 

14任务优先级

  从0开始，越小的优先级越高

 

15静态优先级

  在执行过程中优先级是不变的

 

16动态优先级

  优先级在运行过程中可以变化

 

17优先级反转

  避免优先级反转的方法是使占有共享资源的任务的优先级升到最高。

 

18任务优先级分配

 

19互斥条件

  满足互斥条件的一般方法：

  关中断

  使用测试并置位指令，获得共享资源时置位，只有为零才有权获得共享资源

  禁止作任务切换：用给任务切换上锁然后开锁的方法

  利用信号量：信号量的操作：初始化create 挂起pend 发送post

  UCOS中是等待信号量任务中优先级最高的

 

20死锁

  死锁也称为抱死指两个任务无限期地互相等待对方控制着的资源。

 

21同步

  可以单向同步也可以双向同步

 

22事件标志

  当某个任务要与多个事件同步时，须使用事件标志。

 

23任务间通信

  任务间或中断服务与任务间的通信。有两种途径：通过全程变量或者发消息给另一个任务

 

24消息邮箱

  把一则消息放到邮箱，通过内核也可以接收这则消息。

 

25消息队列

  用于给任务发消息。

 

26中断

 

27中断延迟

 

28中断响应

 

29中断恢复时间

  对于可剥夺型内核，中断的恢复要复杂一些。在中断服务子程序的末尾，要调用一个由实时内核提供的函数。这个函数用于判断中断是否脱离了所有嵌套。如果脱离了嵌套就判断是否中断让一个更高优先级的任务进入就绪。

 

30中断延迟、响应及恢复

 

31中断处理时间

 

32非屏蔽中断

 

33时钟节拍

 

34对存储器的需求

  使用多任务内核时内核本身需要额外的代码空间ROM。因为每个任务都是独立运行的，必须给每个任务提供单独的栈空间RAM。