ucosii第一章读书笔记
2016-09-09 21:32
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第一章 嵌入式操作系统
1.1 计算机操作系统
简介:
嵌入式操作系统属于操作系统的一种。
嵌入式操作系统的概念:
应用于嵌入式系统的操作系统叫做嵌入式操作系统
操作系统的概念:
是一种系统软件。作用于硬件和应用软件之间。
操作系统的作用:
能够让应用软件工程师不用考虑硬件条件,而直接编写软件程序。
详解:
硬件系统的定义:
构成计算机的物理装置叫做计算机的硬件系统。
一般的计算机由 微型处理器(CPU),存储器,接口,外部设备 等实际能看到的物理装置组成
操作系统的定义:
操作系统属于软件层。
操作系统的作用:
软件无法直接在硬件裸机上运行,必须在操作系统的平台上运行。
或者说,操作系统是计算机系统资源的管理者,承上启下。
所以,操作系统可以看做是硬件和应用程序之间的接口或者是虚拟机。
对于硬件系统,它主要完成对硬件的调度,分配以及信息的存储问题。例如管理处理器,存储器,外设,数据以及用户作业。
对于应用软件,它主要是帮助他们,使硬件系统根据他们的指令进行相应的工作。并且屏蔽掉硬件复杂的工作,将硬件包装成软件,相当于为应用软件提供了一个虚拟计算机,令应用软件工程师更方便的写代码。
操作系统的具体功能:
包括对处理器的管理,对存储的管理,对设备的管理,对文件的管理,对网络和通信的管理,提供用户接口等功能。
1、 对处理器的管理
处理器只能够对中断作出判断,而不能做出相应的反应,也不能管理中断。
所以操作系统的职能就是为处理器对中断做出反应并且管理中断
(计算机是多任务的,有各种中断,所以要求操作系统有对处理器管理的功能)。
2、 对存储的管理
操作系统负责合理分配和使用存储器这个重要资源。
3、 对设备的管理
操作系统要完成用户的请求,以及加快IO速度,以及合理利用IO口,以及提供外设驱动等等
4、 对文件的管理
由于数据都以文件的形式存放在外存(硬盘,光盘)上,所以操作系统要合理管理文件
5、 对网络和通信的管理
计算机要上网,不仅要有能够网络连接的硬件设备,还要有操作系统为他一系列的网络功能(网络资源管理,通信,安全)
6、 提供用户接口
操作系统为用户提供一系列接口来让用户实现上述的功能。
1.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统
简介:
由于智能化的需求越来越高,所以在装置或设备里面要加上计算机系统。这种技术叫做嵌入式系统。
详解:
嵌入式系统的定义:
首先他是属于计算机系统的,其次它可以嵌入到别的设备里面,最后可以令这个设备智能化。大概可以说是专用的计算机系统。
嵌入式系统的三大要素:
专用性,可嵌入性,计算机系统
通用计算机系统与嵌入式系统的区别:
通用型计算机系统:技术要求是海量数值计算,扩大存储和提升速度
嵌入式计算机系统:技术要求是和对象相关的嵌入性,控制能力和控制安全性
嵌入式系统的划分:
由于容量太小,软件只有操作系统和应用软件,没有系统软件
嵌入式系统的发展道路:
微型计算机时代单片机时代微控制器MCU阶段单片系统SoC阶段
微型计算机时代
它是借鉴了微型计算机,但是后来发现微型计算机的体积还是很大,于是走上了系统芯片化的道路。将CPU和计算机系统(包括存储器和接口)集成在芯片上。
单片机时代
分为两种模式,∑模式和创新模式。
∑模式的含义:有什么需要的功能,就在通用计算机系统里裁剪,然后集成在芯片上。
创新模式的含义:完全按照嵌入式的要求设计新的芯片。如体系结构,微处理器,指令系统,总线方式,管理方式等方面
(51单片机的体系结构是嵌入式系统的主要的典型结构体系)
而单片形态又可以分为两个阶段
MCU阶段和SoC阶段(都是芯片)
MCU阶段:
又称微处理器阶段,
技术:在芯片上加接口和定时器等
目的:满足用户的智能化需求。
(典型产品:51单片机)
SoC阶段:(主流)
又称单片系统阶段,
目的:应用系统在芯片上最大化。
技术:将许多功能模块(如通信模块,接口模块)与MCU结合,制造出集成度更高的系统级芯片。
嵌入式系统的特点:
从构成上看:软硬件一体,可独立工作
从外观上看:是可以编程的电子器件
从功能上看:对宿主对象进行控制,使其智能化
嵌入式系统的硬件部分:
包括处理器/微处理器,存储器,外设,IO口,图形控制器等
(嵌入式系统和普通的系统不一样,例如它不使用传统的硬盘这种大容量的存储介质,而使用EPROM,EEPROM,闪存作为存储介质)
嵌入式系统的软件部分:
包括操作系统和应用软件。
嵌入式系统和通用系统的相比:
1、 专用性强
2、 可裁剪性好(硬件和操作系统都是可裁剪的 目的:最精简)
3、 实时性和可靠性好(软件不是存储在磁盘,而是固化在存储器芯片或者单片机系统存储器里 目的:快速响应,增强可靠性,功耗更低)
4、 功耗低(如上,应用于飞机,舰船,数码相机等移动设备中)
嵌入式操作系统的定义:
运行在嵌入式硬件平台上,对整个系统及其所操作的部件进行统一控制的系统软件。
嵌入式操作系统与通用操作系统相比:
1、 微型化
2、 可裁剪性
3、 实时性(能快速响应事件)
4、 高可靠性(提供容错,防错措施)
5、 易移植性
嵌入式操作系统的分类:
1、 (应用范围)通用型嵌入式操作系统和专用型嵌入式操作系统
2、 (响应能力)实时操作系统和分时操作系统
分时操作系统的定义:
按照任务数目,将CPU分成若干时间片,分配给任务,然后按照时间片轮流执行任务
实时操作系统的定义:
能及时响应外部请求,并及时控制设备和任务运行,最后在一个规定时间内完成操作。
实时操作系统的基本要求:
1、 逻辑功能正确(产生正确的计算结果)
2、 时间正确(在规定周期内完成)
实时操作系统的分类:
硬实时系统(完成时间严格)和软实时系统(截止时间不严格)
实时操作系统的要求:
1、 必须是多任务系统
(多任务是指将大的任务分解成许多可以并行执行的小任务,既提高CPU的利用率,又方便程序猿的维护工作)
2、 任务的切换时间和任务数目无关
(调度器的工作时间必须是固定的,不能受外在因素影响)
3、 中断延时的时间可预知并尽可能短
(中断延时是指CPU响应中断,到转向中断服务函数所花费的时间)
实时操作系统的内核的类型:
嵌入式系统只有一个CPU,即多任务中只能允许一个任务使用CPU。
所以多任务实时操作系统的内核被分为可剥夺型和不可剥夺型
可剥夺型内核:
高级别的任务可以剥夺低级别任务使用CPU的权利
不可剥夺型内核:
又称合作型多任务内核,此内核总是把CPU给优先级高的任务。所以要求各任务能主动放弃CPU的使用权。
嵌入式实时操作系统的任务:
对一个系统进行控制,任务很固定。所以实时操作系统支持的应该是一个无限循环结构。
任务代码组成方式:
void返回类型,在一个无限循环里面,用户编写要完成的任务
但有时会有外部异步操作,所以要使用中断技术
void task(void * data)
{
for(; ;)
{
用户编写的代码;
}
}
嵌入式系统提供的服务:
1、 内存管理(释放内存)
2、 多任务管理
3、 外围资源管理(如键盘,显示装置)
(提供微内核为主)
1.3嵌入式实时操作系统ucosii系统简介
简介:
ucosii是一款多任务实时操作系统,也是一个内核,由c语言(大部分)和汇编语言(少部分)编写的,所以方便移植到8位,16位,32位嵌入式处理器上
ucosii的体系结构:
1.1 计算机操作系统
简介:
嵌入式操作系统属于操作系统的一种。
嵌入式操作系统的概念:
应用于嵌入式系统的操作系统叫做嵌入式操作系统
操作系统的概念:
是一种系统软件。作用于硬件和应用软件之间。
操作系统的作用:
能够让应用软件工程师不用考虑硬件条件,而直接编写软件程序。
详解:
硬件系统的定义:
构成计算机的物理装置叫做计算机的硬件系统。
一般的计算机由 微型处理器(CPU),存储器,接口,外部设备 等实际能看到的物理装置组成
操作系统的定义:
操作系统属于软件层。
操作系统的作用:
软件无法直接在硬件裸机上运行,必须在操作系统的平台上运行。
或者说,操作系统是计算机系统资源的管理者,承上启下。
所以,操作系统可以看做是硬件和应用程序之间的接口或者是虚拟机。
对于硬件系统,它主要完成对硬件的调度,分配以及信息的存储问题。例如管理处理器,存储器,外设,数据以及用户作业。
对于应用软件,它主要是帮助他们,使硬件系统根据他们的指令进行相应的工作。并且屏蔽掉硬件复杂的工作,将硬件包装成软件,相当于为应用软件提供了一个虚拟计算机,令应用软件工程师更方便的写代码。
操作系统的具体功能:
包括对处理器的管理,对存储的管理,对设备的管理,对文件的管理,对网络和通信的管理,提供用户接口等功能。
1、 对处理器的管理
处理器只能够对中断作出判断,而不能做出相应的反应,也不能管理中断。
所以操作系统的职能就是为处理器对中断做出反应并且管理中断
(计算机是多任务的,有各种中断,所以要求操作系统有对处理器管理的功能)。
2、 对存储的管理
操作系统负责合理分配和使用存储器这个重要资源。
3、 对设备的管理
操作系统要完成用户的请求,以及加快IO速度,以及合理利用IO口,以及提供外设驱动等等
4、 对文件的管理
由于数据都以文件的形式存放在外存(硬盘,光盘)上,所以操作系统要合理管理文件
5、 对网络和通信的管理
计算机要上网,不仅要有能够网络连接的硬件设备,还要有操作系统为他一系列的网络功能(网络资源管理,通信,安全)
6、 提供用户接口
操作系统为用户提供一系列接口来让用户实现上述的功能。
1.2 嵌入式系统和嵌入式操作系统
简介:
由于智能化的需求越来越高,所以在装置或设备里面要加上计算机系统。这种技术叫做嵌入式系统。
详解:
嵌入式系统的定义:
首先他是属于计算机系统的,其次它可以嵌入到别的设备里面,最后可以令这个设备智能化。大概可以说是专用的计算机系统。
嵌入式系统的三大要素:
专用性,可嵌入性,计算机系统
通用计算机系统与嵌入式系统的区别:
通用型计算机系统:技术要求是海量数值计算,扩大存储和提升速度
嵌入式计算机系统:技术要求是和对象相关的嵌入性,控制能力和控制安全性
嵌入式系统的划分:
由于容量太小,软件只有操作系统和应用软件,没有系统软件
嵌入式系统的发展道路:
微型计算机时代单片机时代微控制器MCU阶段单片系统SoC阶段
微型计算机时代
它是借鉴了微型计算机,但是后来发现微型计算机的体积还是很大,于是走上了系统芯片化的道路。将CPU和计算机系统(包括存储器和接口)集成在芯片上。
单片机时代
分为两种模式,∑模式和创新模式。
∑模式的含义:有什么需要的功能,就在通用计算机系统里裁剪,然后集成在芯片上。
创新模式的含义:完全按照嵌入式的要求设计新的芯片。如体系结构,微处理器,指令系统,总线方式,管理方式等方面
(51单片机的体系结构是嵌入式系统的主要的典型结构体系)
而单片形态又可以分为两个阶段
MCU阶段和SoC阶段(都是芯片)
MCU阶段:
又称微处理器阶段,
技术:在芯片上加接口和定时器等
目的:满足用户的智能化需求。
(典型产品:51单片机)
SoC阶段:(主流)
又称单片系统阶段,
目的:应用系统在芯片上最大化。
技术:将许多功能模块(如通信模块,接口模块)与MCU结合,制造出集成度更高的系统级芯片。
嵌入式系统的特点:
从构成上看:软硬件一体,可独立工作
从外观上看:是可以编程的电子器件
从功能上看:对宿主对象进行控制,使其智能化
嵌入式系统的硬件部分:
包括处理器/微处理器,存储器,外设,IO口,图形控制器等
(嵌入式系统和普通的系统不一样,例如它不使用传统的硬盘这种大容量的存储介质,而使用EPROM,EEPROM,闪存作为存储介质)
嵌入式系统的软件部分:
包括操作系统和应用软件。
嵌入式系统和通用系统的相比:
1、 专用性强
2、 可裁剪性好(硬件和操作系统都是可裁剪的 目的:最精简)
3、 实时性和可靠性好(软件不是存储在磁盘,而是固化在存储器芯片或者单片机系统存储器里 目的:快速响应,增强可靠性,功耗更低)
4、 功耗低(如上,应用于飞机,舰船,数码相机等移动设备中)
嵌入式操作系统的定义:
运行在嵌入式硬件平台上,对整个系统及其所操作的部件进行统一控制的系统软件。
嵌入式操作系统与通用操作系统相比:
1、 微型化
2、 可裁剪性
3、 实时性(能快速响应事件)
4、 高可靠性(提供容错,防错措施)
5、 易移植性
嵌入式操作系统的分类:
1、 (应用范围)通用型嵌入式操作系统和专用型嵌入式操作系统
2、 (响应能力)实时操作系统和分时操作系统
分时操作系统的定义:
按照任务数目,将CPU分成若干时间片,分配给任务,然后按照时间片轮流执行任务
实时操作系统的定义:
能及时响应外部请求,并及时控制设备和任务运行,最后在一个规定时间内完成操作。
实时操作系统的基本要求:
1、 逻辑功能正确(产生正确的计算结果)
2、 时间正确(在规定周期内完成)
实时操作系统的分类:
硬实时系统(完成时间严格)和软实时系统(截止时间不严格)
实时操作系统的要求:
1、 必须是多任务系统
(多任务是指将大的任务分解成许多可以并行执行的小任务,既提高CPU的利用率,又方便程序猿的维护工作)
2、 任务的切换时间和任务数目无关
(调度器的工作时间必须是固定的,不能受外在因素影响)
3、 中断延时的时间可预知并尽可能短
(中断延时是指CPU响应中断,到转向中断服务函数所花费的时间)
实时操作系统的内核的类型:
嵌入式系统只有一个CPU,即多任务中只能允许一个任务使用CPU。
所以多任务实时操作系统的内核被分为可剥夺型和不可剥夺型
可剥夺型内核:
高级别的任务可以剥夺低级别任务使用CPU的权利
不可剥夺型内核:
又称合作型多任务内核,此内核总是把CPU给优先级高的任务。所以要求各任务能主动放弃CPU的使用权。
嵌入式实时操作系统的任务:
对一个系统进行控制,任务很固定。所以实时操作系统支持的应该是一个无限循环结构。
任务代码组成方式:
void返回类型,在一个无限循环里面,用户编写要完成的任务
但有时会有外部异步操作,所以要使用中断技术
void task(void * data)
{
for(; ;)
{
用户编写的代码;
}
}
嵌入式系统提供的服务:
1、 内存管理(释放内存)
2、 多任务管理
3、 外围资源管理(如键盘,显示装置)
(提供微内核为主)
1.3嵌入式实时操作系统ucosii系统简介
简介:
ucosii是一款多任务实时操作系统,也是一个内核,由c语言(大部分)和汇编语言(少部分)编写的,所以方便移植到8位,16位,32位嵌入式处理器上
ucosii的体系结构:
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