Adam Taylor的MicroZed教程第40章：MicroZed操作系統(tǒng)第二部分

介紹完操作系統(tǒng)后我將會(huì)在Zynq SoC上演示，我打算首先在MicroZed上實(shí)現(xiàn)的操作系統(tǒng)就是Micrium公司的uC/OSiii。這是一個(gè)硬式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可以點(diǎn)擊這里下載。

該OS已經(jīng)用于大量很有趣的系統(tǒng)中，而且目前正在MISRA-C、DO178B level A、SIL3/4和IEC61508的認(rèn)證過程中。因此，它將會(huì)對(duì)許多使用Zynq SoC的設(shè)計(jì)者具有很大的吸引力。

我在我的第一個(gè)OS例子中選擇Micrium公司的uC/OSiii是因?yàn)槲曳浅Ｓ信d趣將Zynq SoC用于工業(yè)、軍用、航空航天以及其他具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用領(lǐng)域。我認(rèn)為在應(yīng)用領(lǐng)域中Zynq SoC的好處是顯而易見的。與其他同類應(yīng)用相比，Zynq Soc的應(yīng)用被證明有SWAP-C（尺寸、重量和功耗）和性能上的優(yōu)點(diǎn)。

不過，在我開始討論OS實(shí)現(xiàn)之前，我想先提供一些實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOSes）的背景信息。

RTOS與一般的操作系統(tǒng)有什么不同？RTOS具有確定性，也就是說系統(tǒng)響應(yīng)會(huì)滿足一個(gè)定義的截止時(shí)間。

system?但是每個(gè)滿足截止時(shí)間的系統(tǒng)都被歸為實(shí)時(shí)系統(tǒng)嗎？

事實(shí)上，不是。

根據(jù)截止時(shí)間的不同處理方式，分為3類RTOS
? 硬式RTOS——缺失截止時(shí)間被歸為系統(tǒng)故障
? 固式RTOS——偶爾缺失截止時(shí)間可被接受，不歸為故障
? 軟式RTOS——缺失截止時(shí)間僅僅減少結(jié)果的有用程度

RTOS以執(zhí)行任務(wù)的概念運(yùn)行（有時(shí)叫做進(jìn)程）。每個(gè)這樣的任務(wù)執(zhí)行一個(gè)被請(qǐng)求的系統(tǒng)功能。例如，一個(gè)任務(wù)可以是從接口讀取數(shù)據(jù)或者運(yùn)行計(jì)算。一個(gè)很簡(jiǎn)易的實(shí)時(shí)系統(tǒng)可能只有一個(gè)任務(wù)，但更有可能的是多個(gè)任務(wù)同時(shí)在處理器上運(yùn)行。任務(wù)間切換根據(jù)“上下文切換”，并且要求在上下文切換開始下個(gè)任務(wù)之前，RTOS要為每個(gè)任務(wù)保存處理器狀態(tài)。RTOS將這個(gè)處理器狀態(tài)保存在任務(wù)堆棧上。

由RTOS內(nèi)核來控制決定接下來運(yùn)行哪個(gè)任務(wù)，這個(gè)決定是很復(fù)雜的——特別是我們要避免死鎖，就是任務(wù)之間互相鎖定——不過這里有兩種基本判定方法：

? 時(shí)序共享——每個(gè)任務(wù)都能在處理器上獲得一個(gè)特有的時(shí)隙。擁有較高優(yōu)先權(quán)的任務(wù)可以擁有多個(gè)時(shí)隙。時(shí)間分割可以通過常規(guī)的中斷或者計(jì)時(shí)器控制。這種方法通常叫做輪叫調(diào)度。

? 事件驅(qū)動(dòng)——任務(wù)只有在一個(gè)任務(wù)完成或者擁有較高優(yōu)先權(quán)的任務(wù)必須運(yùn)行時(shí)才能被切換。這個(gè)方法通常叫做搶占調(diào)度

Micrium公司的μC/OSiii就是一款搶占調(diào)度的RTOS。因此它總是運(yùn)行已經(jīng)準(zhǔn)備好執(zhí)行的有最高優(yōu)先權(quán)的任務(wù)。

在下一篇博客里，我們會(huì)看到任務(wù)之間如何通信（通常叫做進(jìn)程間通信）。我們也將會(huì)更詳細(xì)地看到類似于死鎖和饑餓的事件。

對(duì)許多人來說，這只是概括性的討論。然而，我覺得解釋所有這些我們將會(huì)用到的基本概念是很重要的，可以幫助我們更深入地了解操作系統(tǒng)和Zynq SoC。

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