嵌入式操作系统复习资料

嵌入式操作系统课程复习（嵌入式操作系统原理）一、真空题1．根据系统中的任务获得使用CPU的权力的方式，多任务实时操作系统的内核分为可剥夺型和不可剥夺型两种类型。

2．实时操作系统需要满足的条件包括多任务、可剥夺型内核、任务切换时间固定、中断延时尽量短。

3．目前比较常见的操作系统有_WinCE_、_uCLinux_、_Uc/OC-II_等。

4．在ucos-ii中任务的状态包括_睡眠状态_、就绪状态_、运行状态、中断服务状态_等。

5．在ucos-ii中任务由_任务的代码_、任务控制块_、_任务堆栈_三个部分组成。

6．在ucos-ii中提供的空闲任务OSTaskIdle()的作用是完成_对OSdleCtr计数器加1_。

7．在ucos-ii中提供的统计任务OSTaskStat()的作用是完成_CPU利用率OSCPUUsage统计。

8．在ucos-ii中任务的调度主要完成_在任务就绪表中查找具有最高优先级别的就绪任务_、实现任务的切换两件事。

二、简答题1．代码的临界段？在ucos-ii中通过哪几种方式实现？在应用程序中，能够不受任何干扰而运行的代码段，称做临界段。

它主要通过开关中断技术实现。

用户可通过定义移植文件OS_CPU.H中的常数OS_CRITICAL_METHOD 来实现选择开关中断的实现方法分三种：1）直接用处理器指令2）在堆栈中保存中断的开关状态，然后再关中断。

3）通过编译器提供的c函数来保存处理器状态字的值。

#if OS_CRITICAL_METHOD == 1#define OS_ENTE R_CRITICAL() asm ("DI") //关中断#define OS_EXIT_CRITICAL() asm ("EI") //开中断#endif#if OS_CRITICAL_METHOD == 2#define OS_ENTER_CRITICAL() asm ("PUSH PSW,DI") //保存CPU状态，关中断#define OS_EXIT_CRITICAL() asm ("POP psw) //恢复中断允许标志#endif#if OS_CRITICAL_METHOD == 3#define OS_ENTER_CRITICAL() ("cpu_sr = get_processor_psw(),DI") //保存CPU状态，关中断#define OS_EXIT_CRITICAL() ("Set_processor_psw(cpu_sr)) //恢复中断允许标志#endif2．调度？在ucos-ii中其调度算法是什么？在多任务系统中，令CPU中止当前正在运行的任务转而去运行另一个任务的工作叫任务切换，而按某种规则进行任务切换的工作叫做任务的调度。

uCOS II总是运行进入就绪态任务中优先级最高的那一个。

3．可剥夺型内核？在可剥夺型内核中，CPU总是运行多个任务中优先级别最高的那个任务，即使CPU正在运行某个低优先级别的任务，当有高优先级别的任务准备就绪时，该高级别的任务就会剥夺正在运行任务的CPU的使用权，而使自己获得CPU的使用权。

4．时钟节拍的作用及实现方式？任何计算机系统都应该有一系统时钟，UCOS的系统时钟是通过硬件定时器产生中断来实现的，这个中断会产生一个时钟中断服务程序，时钟中断服务程序也叫做节拍服务。

各个任务运行都需要一个周期性的信号指示，即每一个任务允许运行的时间片是多少，必须规定好。

这个时间片就是系统时钟节拍。

5．什么是嵌入式操作系统？其特征是？运行在嵌入式硬件平台上，对整个系统及其所操作的部件、装置等资源进行统一协调、指挥和控制的系统软件就叫做嵌入式操作系统。

其特征包括：微型化、可裁剪性、实时性、高可靠性、易移植性。

6．解释构成uc0s-ii操作系统的16个文件的所属种类及用途？（1）移植时需要修改的与处理器相关的代码1）OS_CPU.HOS_CPU.H包括了用#defines定义的与处理器相关的常量，宏和类型定义。

2）OS_CPU_A.ASMOSStartHighRdy() //启动最高优先级就绪任务运行OSCtxSw() //任务切换OSIntCtxSw() //中断级任务切换OSTickISR() //时钟节拍服务3）OS_CPU_C.C主要完成任务堆栈初始化功能OSTaskStkInit()（1）与应用程序相关代码OS_CFG.H，INCLUDES.H（3）与处理器无关的代码OS_CORE.C；OS_Q.C；OS_FLAG.C；OS_SEM.C；OS_MBOX.C；OS_TASK.C；OS_MEM.C；OS_TIME.C；OS_MUTEX.C；uCOS_II.C；uCOS_II.H三、分析程序1．完成ucos-ii主函数注释。

void main (void){OSInit(); //___初始化ucos-ii_____PC_DOSSaveReturn(); //__保存DOS环境________PC_VectSet(uCOS, OSCtxSw); //_安装任务切换中断向量____OSTaskCreate(MyTask, //__创建任务MyTask______(void*)0, //__给任务传递参数______&TaskStartStk[TASK_STK_SIZE - 1],//__设置任务堆栈栈顶指针___0); //____MyTask任务的优先级别为0_OSStart(); //___启动多任务管理_____}2．完成ucos-ii启动多任务函数OSStart()注释。

void OSStart (void){INT8U y;INT8U x;if (OSRunning == FALSE) {_ //如果操作系统未运行,则进行一次调度,既运行优先级最高的任务y = OSUnMapTbl[OSRdyGrp]; //取出优先级最高的任务所在的任务组（行）_x = OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]]; //取出优先级最高的任务所在任务组（行）对应的列OSPrioHighRdy = (INT8U)((y << 3) + x); //__取得就绪态的最高优先级任务的优先权_ OSPrioCur = OSPrioHighRdy; //__将OSPrioHighRdy 指向当前运行任务优先级_ OSTCBHighRdy = OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy]; //_最高优先级任务所对应的任务控制块OSTCBCur = OSTCBHighRdy; //_将OSTCBHighRdy赋予当前运行的任务控制块__ OSStartHighRdy(); //__启动最高优先级任务运行____}}3．完成ucos-ii时钟节拍中断服务程序OSTickISR()示意性代码的注释。

V oid OSTickISR(void){保存CPU寄存器；调用OSIntEnter(); //进入中断函数，实现OSIntNesting加1，用于记录中断嵌套层数If(OSIntNesting==1){ OSTCBCur->OSTCBStkPtr=SP;} //在任务控制块中保存堆栈指针调用OSTimeTick(); //节拍处理，完成OSTime+1、OSTCBDly-1，使到了延时时限的非挂起//任务进入就绪状态_清除中断；开中断；调用OSIntExit(); //_退出中断函数，实现OSIntNesting-1，并进行中断级任务切换_恢复CPU寄存器；中断返回；}四、计算题（共10分）已知某一已经就绪任务的优先级prio=30，试计算应该在就绪表的哪一位上置1。

答：30的二进制形式为0001.1110，低6位为011,110，于是可知应该在OSRdyTbl[3]的D6位上置1，同时把变量OSRdyGrp的D3位置1。

五、编程题写出任务级调度器OSSched（）的核心代码，其中包括任务级切换OSCtxSw()的示意性代码。

（1）任务级调度器OSSched（）主要代码如下：void OSSched(void){ INT8U y;OS_ENTER_CRITICAL();if ((OSLookNesting|OSIntNesting)==0){ y=OSUnMapTbl[OSRdyGrp];OSPrioHighRdy=(INT8U)((y<<3)+UnMapTbl[OSRdyTbl[y]]);//获取最高优先级任务if (OSPrioHighRdy!=OSPrioCur){ OSTCBHighRdy=OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];//获得任务控制块指针OSCtxSwCtr++; //统计任务切换次数计数器加1OS_TASK_SW(); //执行任务切换宏}}}（2）任务级切换OSCtxSw()的示意性代码void OSCtxSw(void){用压栈指令把CPU通用寄存器R1、R2、……压入堆栈；OSTCBCur->OSTCBStkPtr=SP;在中止任务控制块中保存SPOSTCBCur=OSTCBHighRdy; //任务控制块切换OSPrioCur=OSPrioHighRdy; //任务优先权切换SP=OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr; //使SP指向待运行任务堆栈用出栈指令把R1、R2….弹入CPU通用寄存器RETI; //中断返回，使PC指向待运行任务}。