第一篇：实时操作系统报告
实时操作系统课程实验报告
专业：通信1001 学号：3100601025 姓名：陈治州
完成时间：2013年6月11日
实验 简易电饭煲的模拟
一．实验目的：
掌握在基于嵌入式实时操作系统µC/OS-II的应用中，基于多任务的模式的编程方法。锻炼综合应用多任务机制，任务间的通信机制，内存管理等的能力。
二．实验要求：
1.按“S”开机，系统进入待机状态，时间区域显示当前北京时间，默认模式“煮饭”;2.按“C”选择模式，即在“煮饭”、“煮粥”和“煮面”模式中循环选择；
3.按“B”开始执行模式命令，“开始”状态选中，时间区域开始倒计时，倒计时完成后进入“保温”状态，同时该状态显示选中，时间区域显示保温时间；
4.按“Q”取消当前工作状态，系统进入待机状态，时间区域显示北京时间，模式为当前模式；
5.按“X”退出系统，时间区域不显示。
6.煮饭时长为30，煮粥时长为50，煮面时长为40.三．实验设计：
1.设计思路：
以老师所给的五个程序为基础，看懂每个实验之后，对borlandc的操作有了大概的认识，重点以第五个实验Task_EX为框架，利用其中界面显示与按键扫描以及做出相应的响应，对应实现此次实验所需要的功能。
本次实验分为界面显示、按键查询与响应、切换功能、时钟显示与倒计时模块，综合在一起实验所需功能。2.模块划分图：（1）界面显示：
Main（）Taskstart（）Taskstartdispinit（）在TaskStartDispInit()函数中，使用PC_DispStr()函数画出界面。（2）按键查询与响应：
Main（）Taskstart（）在TaskStart()函数中，用if(PC_GetKey(&key)== TRUE)判断是否有按键输入。然后根据key的值，判断输入的按键是哪一个；在响应中用switch语句来执行对应按键的响应。（3）切换功能：
l计数“C”按键的次数M=l%3Switch(m)M=0，1，2对应于煮饭，煮粥，煮面，然后使用PC_DispStr()函数在选择的选项前画上“@”指示，同时，在其余两项钱画上“ ”以“擦出”之前画下的“@”，注意l自增。
四.主要代码：
#include “stdio.h” #include “includes.h” #include “time.h” #include “dos.h” #include “sys/types.h” #include “stdlib.h” #define TASK_STK_SIZE
512
#define N_TASKS
OS_STK
TaskStk[N_TASKS][TASK_STK_SIZE];
OS_STK
TaskStartStk[TASK_STK_SIZE];
INT8U
TaskData[N_TASKS];
void Task0(void *pdata);
void TaskStart(void *pdata);
static void TaskStartDispInit(void);
void main(void){
PC_DispClrScr(DISP_FGND_WHITE + DISP_BGND_BLACK);
OSInit();
PC_DOSSaveReturn();
PC_VectSet(uCOS, OSCtxSw);
OSTaskCreate(TaskStart,(void *)0, &TaskStartStk[TASK_STK_SIZE-1], 4);
OSStart();
} void TaskStart(void *pdata){ #if OS_CRITICAL_METHOD == 3
OS_CPU_SR cpu_sr;#endif
INT8U l,m;
INT16S key;
l=0;
pdata = pdata;
TaskStartDispInit();
OS_ENTER_CRITICAL();
PC_VectSet(0x08, OSTickISR);
PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC);
OS_EXIT_CRITICAL();
OSStatInit();
for(;;){
if(PC_GetKey(&key)== TRUE)
{
switch(key)
{
case 0x1B:
PC_DOSReturn();
break;
case 0x43:
{ m=(l%3);
switch(m)
{ case 0: {
PC_DispStr(26,6, “@”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);
PC_DispStr(40,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(55,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);} break;
case 1: { PC_DispStr(26,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);
PC_DispStr(40,6, “@”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);
PC_DispStr(55,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);} break;case 2: { PC_DispStr(26,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);
PC_DispStr(40,6, “ ”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(55,6, “@”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);}
break;}
l++;} break;
} } OSCtxSwCtr = 0;
OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0);
} } static void TaskStartDispInit(void){ PC_DispStr(0, 0, “
uC/OS-II, The Real-Time Kernel
”, DISP_FGND_WHITE + DISP_BGND_RED + DISP_BLINK);PC_DispStr(0, 1, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 2, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 3, “
dianfanbao shiyan
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 4, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 5, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 6, “
kai shi.zhu fan.zhu zhou.zhu mian.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 7, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 8, “
bao wen.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 9, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 10, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 11, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 12, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 13, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 14, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 15, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 16, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 17, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 18, “
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0, 19, “ 'S':kai ji.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);PC_DispStr(0, 20, “ 'C':mo shi qie huan.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);PC_DispStr(0, 21, “ 'B':kai shi zhi xin.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);PC_DispStr(0, 22, “ 'Q':qu xiao dang qian gong zuo zhuang tai.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);PC_DispStr(0, 23, “ 'X':tui chu xi tong.”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);
PC_DispStr(0, 24, “
<-PRESS 'ESC' TO QUIT->
”, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY + DISP_BLINK);}
五.运行界面：
（1）主界面：
（2）显示北京时间：
（3）模式切换：
（4）倒计时：
（5）保温执行时间：
六.总结：
本次实验主要以老师所给的实验事例为基础，并结合老师课堂讲的内容，理解编写程序。做实验本实验前，先执行了一下事例程序，以此了解borlandc的一些基本操作；然后就是看懂每个实验的框架和主要部分；接着，将事例程序中的部分思想运用到本次实验中，其中以显示界面的思想运用的最多；除此以外，在模式切换上花了最大的精力，最终的解决方法是以变量l作为一个计数值，并运用switch语句在选择的模式上画上“@”，同时还得注意在未选择的模式上画上空格来“擦除”之前画上的@；在查询按键上，同样运用switch语句......这次实验收获不少，不仅对之前学的C语言有了更进一步的巩固，而且还强化了ucos里面的多任务的一些认识；同时，以前对DOS界面很陌生，但本次实验使用的正是DOS界面，通过几天的经历，对DOS中的编译、“help”等各个方面有了更深入的认识，不再害怕使用DOS了。
对本课程有很大的兴趣，在以后的课余时间里我会不断学习这些知识。
第二篇：计算机实时操作系统的改善措施
《计算机实时操作系统的改善措施》
摘要：
实时系统在工业、商业和军事等领域都有非常广泛的用途，并且已经有很多实际的应用。一般来说，实时系统通常是比较复杂的，因为它必须处理很多并发事件的输入数据流，这些事件的到来次序和几率通常是不可预测的，而且还要求系统必须在事先设定好的时限内做出相应的响应。因此，实时操作系统的实时性是第一要求，需要调度一切可利用的资源完成实时任务。这就要求我们设计好实时操作系统，了解实时操作系统的改善措施对我们非常重要。
关键字：实时操作系统；特点；实现技术；改善措施。
一、计算机实时操作系统的概念
实时操作系统（RTOS）是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。因而，提供及时响应和高可靠性是其主要特点。实时操作系统有硬实时和软实时之分，硬实时要求在规定的时间内必须完成操作，这是在操作系统设计时保证的；软实时则只要按照任务的优先级，尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。
二、实时操作系统的特点
1、高精度计时系统
计时精度是影响实时性的一个重要因素。在实时应用系统中，经常需要精确确定实时地操作某个设备或执行某个任务，或精确的计算一个时间函数。这些不仅依赖于一些硬件提供的时钟精度，也依赖于实时操作系统实现的高精度计时功能。
2、多级中断机制
一个实时应用系统通常需要处理多种外部信息或事件，但处理的紧迫程度有轻重缓急之分。有的必须立即作出反应，有的则可以延后处理。因此，需要建立多级中断嵌套处理机制，以确保对紧迫程度较高的实时事件进行及时响应和处理。
3、实时调度机制
实时操作系统不仅要及时响应实时事件中断，同时也要及时调度运行实时任务。但是，处理机调度并不能随心所欲的进行，因为涉及到两个进程之间的切换，只能在确保“安全切换”的时间点上进行，实时调度机制包括两个方面，一是在调度策略和算法上保证优先调度实时任务；二是建立更多“安全切换”时间点，保证及时调度实时任务。
三、实时性能主要实现技术
实时操作系统的实时性是第一要求，需要调度一切可利用的资源完成实时任务。根据响应时间在微秒、毫秒和秒级的不同，可分为强实时、准实时和弱实时三种。强实时系统必须是对即时的事件作出反应，绝对不能错过事件处理时限。例如测控领域就是要求强或接近强实时系统。在机顶盒、PDA、信息家电等应用领域，系统负荷较重的时候，允许发生错过时限的情况而且不会造成太大的危害，准和弱实时系统就可满足应用。一个强实时的操作系统通常使用以下技术：
1、占先式内核
当系统时间响应很重要时，要使用占先式内核。当前最高优先级的任务一旦就绪，总能立即得到CPU 的控制权，而CPU 的控制权是可知的。使用占先式内核使得任务级响应时间得以最优化。
2、调度策略分析
任务调度策略是直接影响实时性能的因素。强实时系统和准实时系统的实现区别主要在选择调度算法上。选择基于优先级调度的算法足以满足准实时系统的要求，而 且可以提供高速的响应和大的系统吞吐率。当两个或两个以上任务有同样优先级，通常用时间片轮转法进行调度。对硬实时系统而言，需要使用的算法就应该是调度 方式简单，反应速度快的实时调度算法了。尽管调度算法多种多样，但大多由单一比率调度算法(RMS)和最早期限优先算法(EDF)变化而来。前者主要用于 静态周期任务的调度，后者主要用于动态调度，在不同的系统状态下两种算法各有优劣。在商业产品中采用的实际策略常常是各种因素的折中。
3、任务优先级分配
每个任务都有其优先级。任务越重要，赋予的优先级应越高。应用程序执行过程中诸任务优先级不变，则称之为静态优先级。在静态优先级系统中，诸任务以及它们的时间约束在程序编译时是已知的。反之，应用程序执行过程中，任务的优先级是可变的，则称之为动态优先级。
4、时间的可确定性
强实时操作系统的函数调用与服务的执行时间应具有可确定性。系统服务的执行时间不依赖于应用程序任务的多少。系统完成某个确定任务的时间是可预测的。
四、实时操作系统中遇到的问题
1、优先级反转
这是实时系统中出现得最多的问题。优先级反转是指一个任务等待比它优先级低的任务释放资源而被阻塞，如果这时有中等优先级的就绪任务，阻塞会进一步恶化。它严重影响了实时任务的完成。
2、任务执行时间的抖动
各种实时内核都有将任务延时若干个时钟节拍的功能。优先级的不同、延时请求发生的时间、发出延时请求的任务自身的运行延迟，都会造成被延时任务执行时间不同程度的提前或滞后，称之为任务执行时间的抖动。
3、任务划分
程序在CPU 中是以任务的方式在运行，所以我们要将系统的处理框图转化为多任务流程图，对处理进行任务划分。任务划分存在这样一对矛盾：如果任务太多，必然增加系统任 务切换的开销；如果任务太少，系统的并行度就降低了，实时性就比较差。
五、实时操作系统改善措施
跟据上述讨论的实时操作系统中遇到的问题我们提出相应的改善措施，如下所示：
1、对于优先级反转的改善措施
为防止发生优先级反转，一些商业内核(如VxWorks)使用了优先级继承技术，当优先级反转发生时，优先级较低的任务被暂时地提高它的优先级，使得该任务能尽快执行，释放出优先级较高的任务所需要的资源。但它也不能完全避免优先级反转，只能称其减轻了优先级反转的程度，减轻了优先级反转对实时任务完成的影响。
优先权极限是另一种解决方案，系统把每一个临界资源与1个极限优先权相联系，这个极限优先权等于系统此时最高优先权加1。当这个任务退出临界区后，系统立即把它的优先权恢复正常，从而保证系统不会出现优先权反转的情况。采用这种方案的另一个有利之处，是仅仅通过改变某个临界资源的优先级就可以使多个任务共享这个临界资源。
2、对于任务时间抖动的改善措施 可能的解决方案有：
a．增加微处理器的时钟频和时钟节拍的频率； b．重新安排任务的优先级； c．避免使用浮点运算等。
强实时系统中，我们必须综合考虑，充分利用各种手段，尽量减少任务执行时间的抖动。
3、对于任务划分的改善措施
在任务划分时要遵循H.Gomma 原则： a． I/O原则：不同的外设执行不同任务；
b． 优先级原则：不同优先级处理不同的任务； c． 大量运算：归为一个任务； d． 功能耦合：归为一个任务； e． 偶然耦合：归为一个任务；
f． 频率组合：对于周期时间，不同任务处理不同的频率。
如果我们在具体分析一个系统的时候发生原则冲突的话，则要为每一个原则针对具体的系统设定“权重”，必要的时候可以通过计算“权重”来最终确定如何去划分任务。
第三篇：uc-OS实时操作系统的应用和学习心得
uc/OS实时操作系统的应用和学习心得
这是小弟我最近的研究成果，跟大家交流一下。目前正在研究嵌入式实时软件系统设计方法，有兴趣的高手交流一下。这里给大家简单剖析一下uCOS吧，希望对大家能有所帮助。不足之处多多指教，有问题可以讨论。一.uC/OS-II的移植
移植uC/OS对目标处理器有一定要求,这个可以参照<>一书中第8章的内容.整个嵌入式系统分为两大层:硬件层和软件层.这里主要研究软件层的架构.软件层主要分为四个部分:实时操作系统内核,与处理器相关部分,与应用相关部分,用户的应用系统.l 实时操作系统内核
实时操作系统对系统资源进行管理。主要包括任务分配和调度、系统时钟服务、内存管理、消息机制、异常处理等等。uC/OS所有系统服务均由内核提供。内核将应用系统和底层硬件结合成一个完整的实时系统。
移植的时候内核是不变的,开发者根据自己应用系统的需要来选择实时操作系统内核,开发者不能对内核随意访问，只能使用内核提供的功能服务来开发自己的应用系统。内核确定，那么所提供的系统管理能力，系统服务也就得到了限定。开发者只能在规定的范围内对系统作些改动.2 与处理器相关的代码
这是移植中最关键的部分.内核将应用系统和底层硬件有机的结合成一个实时系统,要使同一个内核能适用于不同的硬件体系,就需要在内核和硬件之间有一个中间层,这就是与处理器相关的代码.处理器不同,这部分代码也不同.我们在移植时需要自己处理这部分代码,可以自己编写,也可以直接使用已经成功移植的代码.在uC/OS中这一部分代码分成三个文件:OS_CPU.H, OS_CPU_A.ASM, OS_CPU_C.C 1)OS_CPU.H 包括了用#define定义的与处理器相关的常量,宏和类型定义.具体来讲有系统数据类型定义,栈增长方向定义,关中断和开中断定义,系统软中断的定义等等.2)OS_CPU_A.ASM 这部分需要对处理器的寄存器进行操作,所以必须用汇编语言来编写.包括四个子函数:OSStartHighRdy(),OSCtxSw(),OSIntCtxSw(),OSTickISR().OSStartHighRdy()在多任务系统启动函数OSStart()中调用.完成的功能是:设置系统运行标志位OSRunning = TRUE;将就绪表中最高优先级任务的栈指针Load到SP中,并强制中断返回.这样就绪的最高优先级任务就如同从中断里返回到运行态一样,使得整个系统得以运转.OSCtxSw()在任务级任务切换函数中调用的.任务级切换是通过SWI或者TRAP人为制造的中断来实现的.ISR的向量地址必须指向OSCtxSw().这一中断完成的功能:保存任务的环境变量(主要是寄存器的值,通过入栈来实现),将当前SP存入任务TCB中,载入就绪最高优先级任务的SP,恢复就绪最高优先级任务的环境变量,中断返回.这样就完成了任务级的切换.OSIntCtxSw()在退出中断服务函数OSIntExit()中调用,实现中断级任务切换.由于是在中断里调用,所以处理器的寄存器入栈工作已经做完,就不用作这部分工作了.具体完成的任务:调整栈指针(因为调用函数会使任务栈结构与系统任务切换时堆栈标准结构不一致),保存当前任务SP,载入就绪最高优先级任务的SP,恢复就绪最高优先级任务的环境变量,中断返回.这样就完成了中断级任务切换.OSTickISR()系统时钟节拍中断服务函数,这是一个周期性中断,为内核提供时钟节拍.频率越高系统负荷越重.其周期的大小决定了内核所能给应用系统提供的最小时间间隔服务.一般只限于ms级(跟MCU有关),对于要求更加苛刻的任务需要用户自己建立中断来解决.该函数具体内容:保存寄存器(如果硬件自动完成就可以省略),调用OSIntEnter(),调用OSTimeTick(),调用OSIntExit(),恢复寄存器,中断返回.3)OS_CPU_C.C UC/OS中共定义了6个函数在该文件中.但是最重要的是OSTaskStkInit().其他都是对系统内核的扩展时用的.OSTaskStkInit()是在用户建立任务时系统内部自己调用的,对用户任务的堆栈进行初始化.使建立好的进入就绪态任务的堆栈与系统发生中断并且将环境变量保存完毕时的栈结构一致.这样就可以用中断返回指令使就绪的任务运行起来.具体的入栈方式要根据不同mcu而定.需要参考用户使用的mcu说明书.同时还要考虑mcu的栈生成方式.这需要根据具体问题来分析,在此不做过多论述.3 与应用相关的代码
这一部分是用户根据自己的应用系统来定制合适的内核服务功能.包括两个文件:OS_CFG.H, INCLUDES.H.OS_CFG.H来配置内核,用户根据需要对内核进行定制,留下需要的部分,去掉不需要的部分,设置系统的基本情况.比如系统可提供的最大任务数量,是否定制邮箱服务,是否需要系统提供任务挂起功能,是否提供任务优先级动态改变功能等等.INCLUDES.H系统头文件,整个实时系统程序所需要的文件,包括了内核和用户的头文件.4 用户应用系统
这是整个实时系统的最高层,用户通过利用实时操作系统提供的服务来开发自己的具体程序.二.用户应用系统编写的模式
kernel提供给用户一些功能函数,使得用户的系统建立更加方便,但是kernel内部不会处理用户的工作,对于整个系统的具体应用工作还得需要用户自己去考虑,如何利用好这些功能服务函数就成为一个比较重要的问题.1.main函数的结构 void main(void){ 初始化系统的硬件;OSInit();任务的建立,消息机制的建立;OSStart();} 这里需要的是在OSStart()执行之前不得启动中断,硬件系统还不能工作.必须先让软件系统进入工作状态后才行.2.中断的结构 ISR: { 保存处理器寄存器的值;调用OSIntEnter();执行用户的工作;调用OSIntExit();恢复处理器寄存器的值;RTI;} 用户的中断形式和以前一样,没有什么大的变化,仅仅是在原来用户ISR的基础上在固定的位置加了两个函数:OSIntEnter(), OSIntExit().3.各个任务的结构 void YourTask(void){ for(;;){ 用户代码 调用的系统服务 } } 在任务启动函数执行完后,系统会切换到最高优先级的任务去执行,此时,可以将系统硬件部分的启动放在该任务的最前边,仅仅是启动时执行一次,主要是启动系统的节拍中断,或者一些必须在多任务系统调度后才能初始化的部分,使系统的真正开始工作,达到软件硬件的基本同步.Void HighestPrioTask(void){ OSStartHardware();For(;;){ 用户代码 调用的系统服务 } } 用户可以按照这些格式去编写自己的任务,建立自己的应用系统.
第四篇：嵌入式Linux实时操作系统习题总结
第1章
1．嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。嵌入式系统一般有3个主要的组成部分：硬件、实时操作系统以及应用软件。
2．嵌入式系统的三要素是嵌入、专用、计算机；即以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
3.目前国际较为知名的有：VxWorks、NeutrinoRTOS、Nucleus Plus、OS/
9、VRTX、LynuxOS，RTLinux、BlueCat RT等。
4．嵌入式系统一般由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。其作用分别如下：
（1）硬件层 ：由嵌入式微处理器、外围电路和外设组成。操作系统和应用程序都可以固化在ROM或者Flash中。为方便使用，有的模块在此基础上增加了LCD、键盘、USB接口，以及其他一些功能的扩展电路。
（2）中间层 ：硬件层与软件层之间为中间层，其作用将系统软件与底层硬件部分隔离，使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关；
（3）软件层 ：主要是操作系统，有的还包括文件系统、图形用户接口和网络系统等。操作系统是一个标准的内核，将中断、I/O、定时器等资源都封装起来，以方便用户使用。（4）功能层 ：由基于操作系统开发的应用程序组成，用来完成对被控对象的控制功能。5．非占先式调度法也称作合作型多任务（cooperative multitasking），各个任务彼此合作共享一个CPU。中断服务可以使一个高优先级的任务由挂起状态变为就绪状态。但中断服务以后控制权还是回到原来被中断了的那个任务，直到该任务主动放弃CPU的使用权时，那个高优先级的任务才能获得CPU的使用权。当系统响应时间很重要时，要使用占先式（preemptive）内核。最高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的控制权。当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪态，当前任务的CPU使用权就被剥夺了。6．在实时系统中，如果系统在指定的时间内未能实现某个确定的任务，会导致系统的全面失败，这样的系统被称硬实时系统。在弱实时系统中，超时却不会发生致命的错误。其实时性的要求比硬实时系统要差一些。
7．嵌入式系统的设计步骤及各部分的主要工作如下。（1）需求分析阶段，罗列出用户的需求；
（2）体系结构设计阶段，描述系统的功能如何实现；
（3）详细设计阶段，进行硬件系统与软件系统的分类划分，以决定哪些功能用硬件实现，哪些用软件实现；
（4）系统集成，把系统的软件、硬件和执行装置集成在一起，进行调试，发现并改进在设计过程中的错误；
（5）系统测试，对设计好的系统进行测试，看其是否满足给定的要求。8．Linux作为嵌入式操作系统的优势主要有以下几点：
（1）可应用于多种硬件平台。
（2）Linux的高度模块化使添加部件非常容易。
（3）Linux是一个和Unix相似、以内核为基础的、具有完全的内存访问控制，支持大量硬件的一种通用操作系统。
（4）Linux可以随意地配置，不需要任何的许可证或商家的合作关系。
（5）Linux带有Unix用户熟悉的完善的开发工具。其强大的语言编译器GCC，C++等也可以很容易得到，不但成熟完善，而且使用方便。9． Linux执行进程调度一般是在以下情况发生的：（1）正在执行的进程运行完毕；
（2）正在执行的进程调用阻塞原语将自己阻塞起来进入等待状态；（3）正在执行的进程调用了P原语操作，从而因资源不足而被阻塞；（4）执行中的进程提出I/O请求后被阻塞；（5）系统分配的时间片已经用完；
（6）就绪队列中的某个进程的优先级变得高于当前运行进程的优先级。
第4章
1、Linux 内核的编译菜单有好几个版本，运行：
（1）make config：进入命令行，可以一行一行的配置，但使用不十分方便。
（2）make menuconfig：大多数开发人员使用的Linux 内核编译菜单，使用方便。
（3）make xconfig：在2.4.X 以及以前版本中xconfig 菜单是基于TCL/TK 的图形库的。
2、在完成内核的裁减之后，内核的编译就只要执行以下几条命令： make clean
编译内核之前先把环境给清理干净。make dep
编译相关依赖文件 make zImage
创建内核镜像文件 make modules 创建内核模块。
make install
把相关文件拷贝到默认的目录。
3、此命令是装载压缩映像文件zImage到flash存储器中，地址是kernel分区，并采用xmodem传输协议。
4、此命令是设置网卡1的地址192.168.1.1，掩码为255.255.255.0，不写netmask参数则默认为255.255.255.0。
5、此命令将nfs服务的共享目录sharedir加载到/mnt/nfs。
6、此命令是装载根文件系统root.cramfs到flash存储器中，地址是根文件系统分区，并采用xmodem传输协议。
7、这个命令的操作同时进行了分区和格式化，0~128K存放vivi，128K~192K存放VIVI控制台指令，192K~1216K存放kernel，1216K~4288K存放root，其余部分存放应用程序。
第6章
1．使用虚拟地址寻址整个系统的主存和辅存的方式在现代操作系统中被称为虚拟内存。虚拟内存的管理方法使系统既可以运行体积比物理内存还要大的应用程序，也可以实现“按需调页”策略，既满足了程序的运行速度，又节约了物理内存空间。2．进程内存区域涉及到5种数据段，即：
①代码段：代码段是用来存放可执行文件的操作指令。
②数据段：数据段用来存放可执行文件中已初始化全局变量。③BSS段：BSS段包含了程序中未初始化的全局变量。④堆（heap）：用于存放进程运行中被动态分配的内存段，它的大小并不固定，可动态扩张或缩减。
⑤栈：栈是用户存放程序临时创建的局部变量。3．在Linux系统中，内核在最高级执行，也称为“系统态”，在这一级任何操作都可以执行。而应用程序则执行在最低级，即所谓的“用户态”。在这一级处理器禁止对硬件的直接访问和对内存的未授权访问。模块是在所谓的“内核空间”中运行的，而应用程序则是在“用户空间”中运行的。它们分别引用不同的内存映射，也就是程序代码使用不同的“地址空间”。4．共享内存区域是被多个进程共享的一部分物理内存。如果多个进程都把该内存区域映射到自己的虚拟地址空间，则这些进程就都可以直接访问该共享内存区域，从而可以通过该区域进行通信。共享内存是进程间共享数据的一种最快的方法，一个进程向共享内存区域写入了数据，共享这个内存区域的所有进程就可以立刻看到其中的内容。5.内存管理利用虚拟文件系统支持交换，交换进程(swapd)定期由调度程序调度，这也是内存管理依赖于进程调度的唯一原因。当一个进程存取的内存映射被换出时，内存管理向文件系统发出请求，同时，挂起当前正在运行的进程。
第9章
1．参考答案：
Mutex互斥量，用于操作某个临界资源时对该资源上锁，以实现互斥地对独占资源的使用。Semophore信号灯，信号灯内有一计数器，可以用于对多个同类资源的分配。
Condition条件变量，条件变量用于等待信号。当一个线程需要等待某个信号时，就可到条件变量上等待，当信号具备时，系统会唤醒该线程继续运行。2．参考答案：
本地：共享内存+信号量，适合于大量数据传输。Linux支持系统V和POSIX的共享内存和信号量。（5分）
远程：Socket+应用协议。适合于跨网络的（大量）数据传输。Linux支持BSD的socket。应用层协议需要自行设计。（5分）
3．答案要点：程序是编译后形成的可执行代码，是静止的。进程是程序的一次执行，是活动的。线程是进程的可执行单元，同一进程的不同线程共享进程的资源和地址空间。4．两种实现方法，一种是继承Thread,另外一种是实现接口Runnable。
同步的实现方法有两种，分别是synchronized, wait与notify。用synchronized可以对一段代码、一个对象及一个方法进行加锁。用wait与notify可以使对象处于等待及唤醒方式导致同步，因为每个对象都直接或间接的继承了Object类。
5、什么是BootLoader？主要有几种工作模式及主要功能是什么？ 答：
Bootloader就是操作系统内核运行的一段小程序，完成进行初始化系统硬件设置的任务，（2分）
分为启动加载模式和下载模式。（1启动加载模式
启动加载（Boot laoding）模式是指 Bootloader 从目标机上的某个固态存储设备上将操作系统加载到 RAM 中运行，整个过程并没有用户的介入。（2分）（2）下载模式
在下载模式下，目标机上的 Bootloader 将先通过串口连接或网络连接等通信手段从宿主机下载文件。（2分）
6、简述Bootloader有何作用？
答案要点：(1)首先，bootloader是在特定硬件平台运行的程序，严重依赖于硬件平台，需要移植；(2)是系统上电之后，第一个运行的程序，系统在上电或复位时通常都从地址 0x0 处开始执行，而在这个地址处安排的通常就是系统的 Boot Loader 程序；(3)bootloader程序的设计目标是启动嵌入式操作系统，嵌入式操作系统的启动需要一定的条件，这些条件由bootloader来满足；(4)Bootloader一般具有对存储器和网络接口操作的功能；如擦除、读写Flash，通过USB、串口下载文件等
第五篇：嵌入式实时操作系统 项目开发总结报告
项目开发总结报告
分 类：软件项目计划 使用者：E-fanciers
Version: 1.0
项 目 承 担 队伍：烟台大学
计算机学院 E-fanciers小组撰 写 人（签名）： 许超 于歌
完 成 日 期： 2009-7-16 本文档使用小组： E-fanciers小组
评审负责人（签名）： 孝瑞
评 审 日 期： 2009-7-19
目 录
一、引言.............................................3
1.1编写目的.......................................3 1.2项目背景.......................................3 1.3定义...........................................3 1.4参考资料：.....................................3
二、开发结果........................错误！未定义书签。
2.1产品..........................错误！未定义书签。2.2主要功能......................错误！未定义书签。2.3所用工时.......................................4 2.3所用机时.......................................4 2.3进度...........................................4
三、评价............................................4
3.1生产率评价.....................................4 3.2技术方案评价...................................4 3.3产品质量评价...................................4
四、经验与教训.......................................4
一．引言
1．编写目的（阐明编写总结报告的目的,指明读者对象。）
详细陈述项目开发过程，对项目开发做最后的总结完善，说明项目开发过程中遇到的难题及解决方案。
2．项目背景（说明项目的来源、委托单位、开发单位及主管部门。）
随着微电子技术、计算机技术和网络通信技术的发展，嵌入式系统已广泛应用在各个领域，包括消费电子、汽车电子、网络通信、工业设备、航空航天和国防军事等。随着嵌入式技术的发展，工业领域也一改过去传统的单片机应用模式，逐渐将一些新嵌入式技术引入到系统中。特别是作为软件基础的嵌入式操作系统已广泛为业界所接受，借以提高系统的开发效率和运行效率。是否采用嵌入式操作系统，已成为工业设备品质优劣的标志之一。
当今的嵌入式操作系统领域呈现百家争鸣的状态。据最近的调查数据显示，嵌入式操作系统有数十种之多的。这种多样性存在是必然的，是由嵌入式系统的定制性所决定的，是针对各个领域和行业的不同需求的应对。也就是说，各个嵌入式操作系统都有自己的应用领域，针对不同的应用没有绝对的优劣之分，不会出现一种操作系统垄断的局面。自主开发嵌入式操作系统绝对不是多余的，也是是对这种多样性的自然顺应，应该可拥有自己的用武之地。有些国内嵌入式厂商将希望寄托在Linux之上，以为它可以帮助解决所面临的版税和安全等问题。但事实并非完全如此，至少在嵌入式系统领域。首先，Linux还是泊来货，国人并未掌握其核心技术和进程，也并未解决对外依赖的问题。其次，Linux是为桌面系统而设计的，并不能很好地满足嵌入式系统高效性和灵活性的要求；再次，Linux的一统也违背了嵌入式系统应用灵活定制的本质特性。
3．定义（列出报告中用到的专门术语定义和缩写词的原意。）
int taskInit(void)；
/*创建一个任务, 返回: 返回任务编号tid, >0: 成功, 其他: 失败.*/ /*name: 任务名称, entryPtr : 任务函数入口, stack_size: 任务栈大小, priority: 任务优先级*/ int taskCreate(char *name, void *entryPtr, int stack_size, int priority);/*启动一个任务, 让taskCreat创建的任务参加调度*/ int taskStart(unsigned char tid);/*tid: 任务编号, 由taskCreate返回*/ int taskPriorityGet(unsigned char tid);int taskPrioritySet(unsigned char tid, int newPriority);/*获取和设置任务优先级, 用于动态调整*/ int taskSuspend(unsigned char tid);/*将任务挂起, 该任务退出调度*/ int taskDelete(unsigned char tid);/*将任务删除 该任务退出调度且回收任务分配的资源*/ int semCreate(void);/*互斥信号量创建, 返回信号量标识sid, <0: 失败*/ int semTake(int sid);int semGive(int sid);/*互斥信号量获取和释放*/ int taskSleep(int ticks);/*任务睡眠(非忙等), 由任务自己调用, 主动阻塞一段时间.时间单位为tick, 即10ms*/ 4．参考资料（列出这些资料的作者、标题、编号、发表日期、出版单位或资料来源，可包括：（1）项目开发计划；（2）需求规格说明书；（3）概要设计说明书；（4）详细设计说明书；（5）用户操作手册；（6）测试计划；（7）测试分析报告（8）本报告引用的其他资料、采用的开发标准或开发规范。）（1）软件项目计划（2）需求规格说明（3）软件编写向导
（4）国家软件开发文档标准模板
二．开发结果
1．产品（可包括：（1）列出各部分的程序名称、源程序行数（包括注释行）或目标程序字节数及程序总计数量、存储形式；产品文档名称等。）
2．主要功能及性能 基本功能
1.基于参考硬件平台，建立硬件抽象层，完成基本硬件初始化，建立时钟中断； 2.在硬件抽象层基础上，建立多任务操作系统环境； 3.任务调度采用同级时间片轮询机制；
4.实现任务间基本通讯机制：互斥信号量（共享内存）； 5.实现基本的时钟管理机制：任务睡眠阻塞；
6.实现一个RS232串口驱动。基于串口驱动实现一个命令行Shell（用一个独立的任务实现），可在超级终端显示信息和执行命令。
扩展功能
7.任务区分优先级，在同级轮询调度基础上添加优先级调度机制； 8.不同优先级任务之间实现抢占调度；
9.在抢占调度的基础上实现优先级逆转保护，避免逻辑死锁问题； 10.将代码移植到另一个硬件平台上运行，验证代码移植性。3．所用工时（按人员的不同层次分别计时。）
编码成员工时：60小时/周，共约400小时；
编写文档成员：共约60小时。
4．所用机时
5小时/天，共约300小时的机时。
5．进度（给出计划进度与实际进度的对比。）
根据敏捷开发方法的指导，每天查漏补缺，实际进度基本和计划进度一致。三．评价
1．生产率评价（如平均每人每周源程序行数、文档的字数等。）
源程序：200行/周
文档：1500字/周
2．技术方案评价
严格遵循开发流程，运用科学开发方法。
3．产品质量评价
按照大赛要求完成了应有功能的基础上有所添加自己小组的特色，譬如，设置相应的出错处理机制，为加强该系统的安全性与稳定性也做了相应的措施，总体来说，我们小组开发的嵌入式实时操作系统功能良好，稳定性强。
四．经验与教训
经过近两个月的对嵌入式实时操作系统的开发，经验学到了不少，当然也得到了很多教训，因为小组的不注意，导致2138开发板没法继续工作，有的时候会很耽误时间，有的时候进度报告拖后一点才写，也因此导致过进度不明了，不过，大多数时候，我们小组成员都认真对待大赛，努力想把自己小组的作品做的更完美，最后终于成功交付任务，完成大赛。
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