嵌入式操作系統(tǒng)μC-OS-Ⅱ的實時性研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，嵌入式產(chǎn)業(yè)迅速崛起，嵌入式系統(tǒng)己經(jīng)越來越多地應(yīng)用在各個領(lǐng)域之中。嵌入式操作系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)揮著越來越重要的作用。在工程實踐中，嵌入式系統(tǒng)往往需要有較高的實時性，這就向嵌入式操作系統(tǒng)提出了更高的實時性要求。本文主要討論為滿足嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的需要，μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的實時性研究。 首先概述了嵌入式系統(tǒng)、嵌入式實時操作系統(tǒng)和嵌入式μC/OS-Ⅱ，對μC/OS-Ⅱ的工作原理及

2、進程管理等進行詳細的介紹，并對μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)勢和在實時性方面的不足作了深入分析。 在實時系統(tǒng)中的多個任務(wù)，必須決定這些任務(wù)的優(yōu)先級順序。任務(wù)調(diào)度算法需要動態(tài)為就緒任務(wù)的優(yōu)先級排序，為了滿足對實時性要求越來越高的需要，同時避免頻繁改變就緒任務(wù)的優(yōu)先級，本文引入了計算機存儲系統(tǒng)中保持CACHE與主存一致的寫回法，在系統(tǒng)原有查詢方法的基礎(chǔ)上實現(xiàn)μC/OS-Ⅱ中動態(tài)調(diào)度算法的改進。速率單調(diào)調(diào)度算法RMS是當前靜態(tài)優(yōu)先級

3、調(diào)度算法中的最優(yōu)算法，而截止期最早優(yōu)先算法EDF是動態(tài)優(yōu)先級調(diào)度算法中的最優(yōu)算法。通過研究這兩種最優(yōu)的經(jīng)典算法，改進和完善調(diào)度算法的設(shè)計，進一步分析了先進的多級反饋隊列調(diào)度算法。 進程是否是基于優(yōu)先級可剝奪的，是實時操作系統(tǒng)一個重要標志。但是，在進程是基于優(yōu)先級可剝奪的情況下，高優(yōu)先級的進程會被低優(yōu)先級進程阻塞而無法按正常順序運行，就有可能會出現(xiàn)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的問題。本文綜述了優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象及解決方法的基本原理，分析和比較了μC

4、/OS-Ⅱ和Linux等優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題的解決方法。 最后在分析μC/OS-Ⅱ內(nèi)核源代碼的基礎(chǔ)上，在μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)中分別實現(xiàn)了速率單調(diào)調(diào)度算法、截止期最早優(yōu)先算法以及可達截止期最早優(yōu)先算法。并對各種算法進行評估，對各種算法的特點進行深入分析，針對不同應(yīng)用需求，給出了不同的任務(wù)調(diào)度方案。 同時在μC/OS-II的軟件平臺上，建立了一個優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的實驗?zāi)Ｐ停治隽甩藽/OS-II用于解決優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題的互斥量機制的不足之