《基于32位ColdFire构建嵌入式系统》教学资源（PPT课件）第15章 µC/OS-Ⅱ在ColdFire上的移植与应用

freescale semiconductor 第15章 uC/OS-Ⅱ在ColdFire.上的移植与应用 V1.0 2009.2

第15章 µC/OS-Ⅱ在ColdFire上的移植与应用 V1.0 2009.2

本章目录 15.1 实时操作系统概述 15.2 嵌入式实时操作系统μC/OS-Π 15.3 μC/OS-立的任务划分 15.4》 μC/0S-Ⅱ在MCF52233上的应用实例 15.5 μC/OS-Ⅱ在MCF52233上的 移植

本章目录 15.1 实时操作系统概述 15.2 嵌入式实时操作系统µC/OS-Ⅱ 15.3 µC/OS-Ⅱ的任务划分 15.4 µC/OS-Ⅱ在MCF52233上的应用实例 µC/OS-Ⅱ在MCF52233上的 移植 15.5

15.1实时操作系统概述 15.1.1实时操作系统基本含义和要求 Real Time Operation System RTOS 操作系统能使计算机及时响应外部事件的请 求，并能及时控制所有实时设备与实时任务的 协调运行，且能在一个规定的时间内完成对事 件的处理 RTOS可以极大简化应用系统的软件设计 使嵌入式系统的稳定性和可靠性得到大幅度提 高，最重要的是保证了控制系统的实时性

15.1 实时操作系统概述 15.1.1 实时操作系统基本含义和要求 Real Time Operation System，RTOS： 操作系统能使计算机及时响应外部事件的请 求，并能及时控制所有实时设备与实时任务的 协调运行，且能在一个规定的时间内完成对事 件的处理 RTOS可以极大简化应用系统的软件设计， 使嵌入式系统的稳定性和可靠性得到大幅度提 高，最重要的是保证了控制系统的实时性

15.1实时操作系统概述 15.1.2任务和多任务 一个任务，也称为一个线程，是一个简单的程序，该 程序可以认为CPU完全只属于自己。 通常一个系统被划分为多个任务（即“多任务”概 念)，每个任务都是整个应用的一部分，都被赋予一定 的优先级，有自己的一套CPU寄存器和堆栈空间。 多任务系统通过任务切换实现各个任务之间的调度运 行

15.1 实时操作系统概述 15.1.2 任务和多任务 一个任务，也称为一个线程，是一个简单的程序，该 程序可以认为CPU完全只属于自己。 通常一个系统被划分为多个任务（即“多任务”概 念），每个任务都是整个应用的一部分，都被赋予一定 的优先级，有自己的一套CPU寄存器和堆栈空间。 多任务系统通过任务切换实现各个任务之间的调度运 行

15.1.3 RTOS的常用术语 1.代码临界段 代码临界段也称为临界区，指不可分割处理的代码。一旦这 部分代码开始执行，则不允许任何中断打扰。 2.共享资源 四任何被任务所占用的实体都可称之为资源 四可以被一个以上任务使用的资源叫做共享资源 四每个任务在与共享资源打交道时必须独占该资源 3.内核 四 多任务系统中，内核负责管理各个任务，提供的基本服务是 任务切换

15.1.3 RTOS的常用术语 1．代码临界段 代码临界段也称为临界区，指不可分割处理的代码。一旦这 部分代码开始执行，则不允许任何中断打扰。 2．共享资源  任何被任务所占用的实体都可称之为资源  可以被一个以上任务使用的资源叫做共享资源  每个任务在与共享资源打交道时必须独占该资源 3．内核  多任务系统中，内核负责管理各个任务，提供的基本服务是 任务切换

15.1.3 RT0S的常用术语（续） 4.不可剥夺型内核/何剥夺型内核 不可剥夺型内核要求每个任务主动放弃CPU的使用权。 当系统响应时间很重要时，须使用可剥夺型内核 5.调度 系统内核根据任务状态、任务优先级等信息，决定将CPU资 源分配给某个任务运行的过程称之为调度。 6.死锁 四 两个或两个以上的任务无限期地互相等待对方释放其所占资 源的情况

15.1.3 RTOS的常用术语(续) 4. 不可剥夺型内核/可剥夺型内核  不可剥夺型内核要求每个任务主动放弃CPU的使用权。  当系统响应时间很重要时，须使用可剥夺型内核 5．调度  系统内核根据任务状态、任务优先级等信息，决定将CPU资 源分配给某个任务运行的过程称之为调度。 6．死锁  两个或两个以上的任务无限期地互相等待对方释放其所占资 源的情况

15.1.3 RTOS的常用术语（续） 7.同步 四 而几个任务按照一定的逻辑顺序协同工作就称之为同步。 四 使用信号量来解决任务之间的同步问题。 8.任务间通信 四 任务间的中断服务程序与任务间的信息传递称为任务间通信。 两者方式：全局变量传递：发送消息给另一个任务。 9.消息邮箱/消息队列 四 一个任务或中断服务程序通过内核服务将一条消息放进邮箱。 四 另一个或多个任务则通过内核服务从邮箱中接收到该消息

15.1.3 RTOS的常用术语(续) 7．同步  而几个任务按照一定的逻辑顺序协同工作就称之为同步。  使用信号量来解决任务之间的同步问题。 8．任务间通信  任务间的中断服务程序与任务间的信息传递称为任务间通信。  两者方式：全局变量传递；发送消息给另一个任务。 9．消息邮箱/消息队列  一个任务或中断服务程序通过内核服务将一条消息放进邮箱。  另一个或多个任务则通过内核服务从邮箱中接收到该消息

15.1.3 RT0S的常用术语（续） 10.信号量 控制共享资源的使用权。 四 标志某事件的发送。 使两个任务的行为同步。 11.时钟节拍 时钟节拍是特定的周期性中断。 单 两者方式：全局变量传递；发送消息给另一个任务

15.1.3 RTOS的常用术语(续) 10．信号量  控制共享资源的使用权。  标志某事件的发送。  使两个任务的行为同步。 11．时钟节拍  时钟节拍是特定的周期性中断。  两者方式：全局变量传递；发送消息给另一个任务

15.1.4RT0S的现状 1.VxWorks 可裁剪微内核结构、高效的任务管理 四 缺点：开发和维护成本都非常高。 2.Windows CE 9 较好的兼容性。功能丰富。定制范围广。 四 缺点：在效率、功耗方面逊色。系统内存占用过多，费用高。 3.嵌入式Linux 四 基于Liux,源代码公开并且遵循GPL协议。稳定，内核精悍，运行所 需资源少。 4.μC/0S-Π 四 源代码公开的实时内核，是专为嵌入式应用设计的。AP较少

15.1.4 RTOS的现状 1．VxWorks  可裁剪微内核结构、高效的任务管理  缺点：开发和维护成本都非常高。 2．Windows CE  较好的兼容性。功能丰富。定制范围广。  缺点：在效率、功耗方面逊色。系统内存占用过多，费用高。 3．嵌入式Linux  基于Linux，源代码公开并且遵循GPL协议。稳定，内核精悍，运行所 需资源少。 4．µC/OS-Ⅱ  源代码公开的实时内核，是专为嵌入式应用设计的。API较少

15.2嵌入式实时操作系统μC/0S-川 15.2.1μC/0S-Π简介 (1)μC/0S-Ⅱ是Jean J..Labrosse于1992年编写的一个嵌入式多任务RToS。最 早这个系统叫做μC/0S,后来经过近10年的应用和修改，在1999年)ean J.Labrosse推出了μC/0S-Ⅱ。 (2)主要特点 公开源代码：易于把操作系统移植到各个不同的硬件平台上 a D 可移植性：绝大部分源代码是用C语言写的，便于移植到其他微处理器上。 裁剪性：有选择的使用需要的系统服务，以减少μC/OS-工所需的存储空 间 抢占式实时内核：总是运行就绪状态下优先级最高的任务。 多任务：可管理64个任务，任务优先级必须是不同的，不支持时间片轮转 调度法。 可确定性：函数调用与服务的执行时间可确定，不依赖于任务的多少。 实用性和可靠性：众多成功应用该内核的实例是其实用性和可靠性的最好证 据

15.2 嵌入式实时操作系统µC/OS-Ⅱ 15.2.1 µC/OS-Ⅱ简介 (1) µC/OS-Ⅱ是Jean J.Labrosse于1992年编写的一个嵌入式多任务RTOS。最 早这个系统叫做µC/OS，后来经过近10年的应用和修改，在1999年Jean J.Labrosse 推出了µC/OS-Ⅱ。 (2)主要特点  公开源代码：易于把操作系统移植到各个不同的硬件平台上  可移植性：绝大部分源代码是用C语言写的，便于移植到其他微处理器上。  可裁剪性：有选择的使用需要的系统服务，以减少µC/OS-Ⅱ所需的存储空 间  抢占式实时内核：总是运行就绪状态下优先级最高的任务。  多任务：可管理64个任务，任务优先级必须是不同的，不支持时间片轮转 调度法。  可确定性：函数调用与服务的执行时间可确定，不依赖于任务的多少。  实用性和可靠性：众多成功应用该内核的实例是其实用性和可靠性的最好证 据