嵌入式操作系统课程报告

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嵌入式实训报告报告

嵌入式实训报告报告

一、实训背景随着科技的飞速发展,嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用。

为了提高自己的实践能力和综合素质,我参加了本次嵌入式实训。

通过实训,我对嵌入式系统有了更深入的了解,并掌握了嵌入式系统的开发流程和相关技术。

二、实训目的1. 掌握嵌入式系统的基本原理和开发流程;2. 熟悉嵌入式开发工具和环境;3. 提高动手实践能力,培养团队协作精神;4. 为以后从事嵌入式系统相关工作打下基础。

三、实训内容1. 嵌入式系统概述嵌入式系统是一种将计算机硬件和软件集成在一起的专用系统,具有实时性、高可靠性、低功耗等特点。

本次实训主要针对ARM架构的嵌入式系统进行学习。

2. 嵌入式开发环境搭建(1)硬件环境:选用STM32F103系列单片机作为开发平台。

(2)软件环境:使用Keil MDK作为集成开发环境(IDE),并安装必要的驱动程序。

3. 嵌入式系统编程(1)C语言编程:学习C语言的基本语法、数据类型、控制结构、函数等,掌握嵌入式系统编程基础。

(2)裸机编程:编写简单的裸机程序,实现单片机的GPIO、定时器、中断等功能。

(3)嵌入式操作系统:学习FreeRTOS操作系统,掌握任务创建、调度、同步等基本功能。

4. 嵌入式系统项目实践(1)设计一个基于STM32F103的单片机温度控制系统,实现温度的实时监测和控制。

(2)设计一个基于ARM Cortex-M4的智能家居系统,实现家电的远程控制和状态监测。

四、实训过程1. 理论学习:通过查阅资料、阅读教材,了解嵌入式系统的基本原理和开发流程。

2. 环境搭建:按照实训要求,配置开发环境,安装必要的驱动程序。

3. 编程实践:按照实训指导书,编写程序,实现单片机的各项功能。

4. 项目实践:根据项目要求,设计并实现嵌入式系统项目。

5. 总结与反思:对实训过程进行总结,分析自己在实训过程中遇到的问题及解决方法。

五、实训收获与体会1. 理论知识与实践相结合:通过本次实训,将所学的理论知识应用于实际项目中,提高了自己的动手实践能力。

嵌入式操作系统实验报告

嵌入式操作系统实验报告

中南大学信息科学与工程学院实验报告:安磊班级:计科0901 学号: 0909090310 指导老师:宋虹目录课程设计容 ----------------------------------- 3 uC/OS操作系统简介 ------------------------------------ 3 uC/OS操作系统的组成 ------------------------------ 3 uC/OS操作系统功能作用 ---------------------------- 4 uC/OS文件系统的建立 ---------------------------- 6 文件系统设计的原则 ------------------------------ 6 文件系统的层次结构和功能模块 --------------------- 6 文件系统的详细设计 -------------------------------- 8 文件系统核心代码 --------------------------------- 9 课程设计感想 ------------------------------------- 11 附录 -------------------------------------------------- 12课程设计容在uC/OS操作系统中增加一个简单的文件系统。

要求如下:(1)熟悉并分析uc/os操作系统(2)设计并实现一个简单的文件系统(3)可以是存放在存的虚拟文件系统,也可以是存放在磁盘的实际文件系统(4)编写测试代码,测试对文件的相关操作:建立,读写等课程设计目的操作系统课程主要讲述的容是多道操作系统的原理与技术,与其它计算机原理、编译原理、汇编语言、计算机网络、程序设计等专业课程关系十分密切。

本课程设计的目的综合应用学生所学知识,建立系统和完整的计算机系统概念,理解和巩固操作系统基本理论、原理和方法,掌握操作系统开发的基本技能。

嵌入式操作系统课程设计报告

嵌入式操作系统课程设计报告

嵌入式系统设计报告系(院):计算机科学学院专业班级:计科11201 *名:**学号: ********* 指导教师:**设计时间:2015.6.22 - 2015.7.3设计地点:4教硬件实验室目录一、课程设计的目的 (2)1.1设计目的 (2)1.2任务介绍 (2)二、实验及开发环境 (3)2.1 实验室环境 (3)2.2 个人计算机课后开发环境 (3)三、总体设计 (3)四、详细设计 (4)4.1 Windows CE系统编译与安装 (4)4.2 编程驱动LED和数码管显示正确的信息 (7)4.3 编程驱动电机运转 (8)4.4 个人设计小程序 (10)五、课程设计小结 (17)5.1 设计小结 (17)一、课程设计的目的1.1设计目的本次课程设计的目的是了解嵌入式系统、嵌入式操作系统,掌握基于嵌入式系统的应用开发基本知识。

了解嵌入式操作系统Windows CE的特点,Windows CE的主要模块及各自的功能。

掌握嵌入式操作系统Windows CE 的配置、编译、移植方法。

了解Visual Studio .NET开发环境,掌握基于Windows CE平台的应用程序设计方法。

1.2任务介绍以下任务需基于实验室的XSBase270开发平台完成1.嵌入式操作系统Windows CE平台的搭建使用Platform Builder编译出自己的Windows CE 5.0操作系统,然后根据实验提供的EBOOT引导程序将编译出的Windows CE 5.0系统安装(刷入)到实验平台。

2.IO接口控制-七段数码管的LED显示控制程序了解Windows CE下I/O访问机制的原理。

了解LED和七段数码管的显示和控制原理。

掌握Windows CE下访问硬件I/O寄存器的方法。

3.IO接口控制-点击控制设计了解Window CE下I/O访问机制和原理。

掌握Windows CE下访问硬件I/O寄存器的方法,以及使用Visual Studio .NET对硬件设备编程的一般方法。

嵌入式系统 课程教学创新成果报告

嵌入式系统 课程教学创新成果报告

嵌入式系统课程教学创新成果报告
嵌入式系统是指将计算机技术应用于各种电子设备和系统中,
以实现特定功能的一种系统。

嵌入式系统的课程教学创新成果报告
需要从多个角度进行分析和介绍。

首先,可以从课程设置方面进行介绍。

针对嵌入式系统的课程
设置应该包括理论与实践相结合,涵盖嵌入式系统的基本原理、硬
件与软件设计、实时操作系统、嵌入式系统应用开发等内容,同时
结合实际案例进行教学,以培养学生的实际应用能力。

其次,可以从教学方法和手段方面进行介绍。

在教学过程中,
可以采用项目驱动的教学方法,引导学生通过实际项目来学习嵌入
式系统的设计与开发,培养学生的动手能力和团队协作能力。

同时,可以利用虚拟仿真技术和实验平台,帮助学生加深对嵌入式系统原
理的理解,提高实践操作能力。

第三,可以从教学资源和平台建设方面进行介绍。

为了提高嵌
入式系统课程的教学质量,可以建设实验室和实训基地,配备先进
的硬件设备和软件工具,为学生提供良好的学习环境和条件。

同时,可以引进国内外优质的教学资源,如教材、课件、案例等,丰富课
程内容,提升教学效果。

最后,可以从学生成果和评价方面进行介绍。

通过对学生的学
习情况和实际能力进行评价,可以了解课程教学的效果,包括学生
的知识掌握情况、实际操作能力、创新能力等方面的表现,从而不
断改进和完善课程教学,提高教学质量。

综上所述,嵌入式系统课程教学创新成果报告需要从课程设置、教学方法、教学资源和平台建设、学生成果和评价等多个方面进行
全面介综合介绍,以展现课程教学的创新成果和教学效果。

嵌入式实训结果报告

嵌入式实训结果报告

一、引言随着物联网、智能家居、智能穿戴等领域的快速发展,嵌入式系统作为这些领域的关键技术之一,越来越受到广泛关注。

为了提高学生对嵌入式技术的掌握程度,提升学生的实际动手能力,我校组织开展了嵌入式实训课程。

本次实训以ARM架构为核心,通过实际项目开发,让学生深入理解嵌入式系统的工作原理,掌握嵌入式开发的基本流程和技术。

二、实训目的1. 熟悉嵌入式系统基本概念、硬件平台和开发环境;2. 掌握ARM架构下的编程技术,包括C语言、汇编语言等;3. 学会嵌入式系统软件开发流程,包括需求分析、系统设计、编码实现、调试与优化等;4. 培养学生团队协作能力、创新意识和实践能力。

三、实训内容1. 硬件平台:选用ARM Cortex-M3核心的STM32F103系列单片机作为开发平台;2. 软件平台:使用Keil MDK作为集成开发环境,采用C语言进行编程;3. 实训项目:基于STM32F103单片机的智能家居控制系统。

四、实训过程1. 项目需求分析:根据实际需求,确定智能家居控制系统的功能,包括灯光控制、温度控制、湿度控制等;2. 系统设计:根据需求分析,设计系统硬件结构和软件架构,包括单片机、传感器、执行器、通信模块等;3. 编码实现:使用C语言编写嵌入式程序,实现系统功能;4. 调试与优化:对程序进行调试,解决程序运行中存在的问题,并对程序进行优化,提高系统性能;5. 团队协作:学生分组进行项目开发,分工合作,共同完成项目任务。

五、实训成果1. 完成智能家居控制系统硬件设计,包括电路板设计、PCB制作等;2. 实现智能家居控制系统软件功能,包括灯光控制、温度控制、湿度控制等;3. 编写项目文档,包括需求分析、系统设计、程序代码、测试报告等;4. 学生掌握嵌入式系统开发流程,具备一定的嵌入式系统开发能力。

六、实训总结1. 通过本次实训,学生掌握了嵌入式系统开发的基本流程和技术,提高了实际动手能力;2. 学生学会了ARM架构下的编程技术,为以后从事嵌入式开发工作奠定了基础;3. 学生培养了团队协作能力、创新意识和实践能力,为今后的职业生涯打下了良好基础;4. 实训过程中,教师及时发现并解决学生遇到的问题,提高了教学效果。

嵌入式程序实训报告总结

嵌入式程序实训报告总结

一、前言随着科技的飞速发展,嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用,嵌入式程序开发成为了一个热门的技术方向。

为了提高自身的实践能力,我对嵌入式程序开发进行了为期一个月的实训。

通过这次实训,我对嵌入式程序开发有了更加深入的了解,以下是对实训过程及收获的总结。

二、实训内容1. 嵌入式系统基础知识学习在实训初期,我主要学习了嵌入式系统的基本概念、组成、特点以及常用硬件平台。

通过学习,我了解了嵌入式系统的层次结构,包括硬件平台、操作系统、中间件和应用软件等。

同时,我还学习了常用的硬件平台,如ARM、MIPS等,以及相应的开发工具和编程语言。

2. 嵌入式软件开发环境搭建为了进行嵌入式软件开发,我学习了如何搭建开发环境。

首先,我安装了嵌入式开发所需的操作系统,如Linux或Windows。

然后,我配置了交叉编译器、调试工具和代码编辑器等开发工具。

通过这一过程,我掌握了嵌入式软件开发环境的搭建方法。

3. 嵌入式程序设计实践在实训过程中,我参与了多个嵌入式程序设计项目。

以下列举其中两个项目:(1)基于ARM平台的智能家居控制系统该项目旨在设计一个基于ARM平台的智能家居控制系统,实现对家庭电器的远程控制。

我负责编写嵌入式程序,实现对家电的开关控制、温度调节等功能。

在项目开发过程中,我使用了C语言进行编程,并利用Linux操作系统进行调试。

(2)基于STM32的电子狗系统该项目旨在设计一个基于STM32的电子狗系统,实现对车辆行驶速度的监控。

我负责编写嵌入式程序,实现对车辆速度的实时检测和报警。

在项目开发过程中,我使用了C语言进行编程,并利用Keil软件进行调试。

4. 嵌入式程序调试与优化在嵌入式程序开发过程中,调试和优化是至关重要的环节。

我学习了如何使用调试工具(如GDB、JTAG等)对嵌入式程序进行调试,以及如何优化程序性能。

通过实际操作,我掌握了调试技巧和性能优化方法。

三、实训收获1. 理论知识与实践能力的提升通过本次实训,我对嵌入式系统的理论知识有了更加深入的理解,同时实践能力也得到了显著提升。

嵌入式实训课期末总结报告

嵌入式实训课期末总结报告

一、前言嵌入式系统是当今信息时代的关键技术之一,随着物联网、智能家居、智能制造等领域的快速发展,嵌入式系统在各个行业中的应用越来越广泛。

为了提高我们大学生对嵌入式技术的实际操作能力,我校开设了嵌入式实训课程。

经过一个学期的实训学习,我收获颇丰,现将实训成果进行总结。

二、实训目的与内容1. 实训目的通过嵌入式实训课程,使学生掌握嵌入式系统的基本原理、设计方法、开发工具及实践技能,提高学生解决实际问题的能力,培养具备创新精神和团队协作能力的嵌入式技术人才。

2. 实训内容(1)嵌入式系统基础知识:了解嵌入式系统的定义、分类、特点,掌握嵌入式处理器、存储器、接口电路等基本组成部分。

(2)嵌入式开发环境:熟悉嵌入式开发工具,如Keil、IAR、Eclipse等,学会使用这些工具进行嵌入式系统开发。

(3)嵌入式编程语言:掌握C语言、C++、汇编语言等编程语言,能够编写嵌入式程序。

(4)嵌入式系统硬件设计:学习嵌入式系统硬件电路设计,了解常用电子元器件,掌握电路设计原理。

(5)嵌入式系统软件开发:学习嵌入式系统软件开发流程,掌握操作系统、驱动程序、应用程序等开发方法。

(6)项目实践:通过完成一个嵌入式系统项目,提高实际操作能力。

三、实训过程1. 基础理论学习在实训初期,我们重点学习了嵌入式系统的基本原理、设计方法、开发工具及编程语言。

通过课堂讲解、实验操作,我们对嵌入式技术有了初步的认识。

2. 实践操作在掌握基础知识后,我们开始进行实践操作。

实训过程中,我们学会了使用Keil、IAR等开发工具,掌握了C语言、C++、汇编语言等编程语言,并完成了多个实验项目。

3. 项目实践在项目实践环节,我们分组进行嵌入式系统项目开发。

我们选择了智能家居控制系统作为项目主题,通过需求分析、系统设计、编程实现、调试优化等步骤,成功完成了项目。

四、实训成果与收获1. 提高了嵌入式系统理论知识水平通过实训课程,我们对嵌入式系统的基本原理、设计方法、开发工具及编程语言有了更深入的了解,为今后从事嵌入式相关工作打下了坚实基础。

嵌入式教学实践报告(3篇)

嵌入式教学实践报告(3篇)

第1篇一、引言随着信息技术的飞速发展,嵌入式系统在各个领域得到了广泛的应用。

为了培养适应社会需求的高素质人才,我国高校纷纷开展嵌入式教学。

本文以某高校嵌入式教学实践为例,分析嵌入式教学的现状、方法及成效,以期为我国嵌入式教学提供参考。

二、嵌入式教学现状1. 课程设置目前,我国高校嵌入式课程设置主要包括嵌入式系统原理、嵌入式系统设计、嵌入式Linux、嵌入式编程等。

这些课程旨在使学生掌握嵌入式系统的基本原理、设计方法、编程技巧和开发工具。

2. 教学方法(1)理论教学:通过课堂讲授、案例分析等方式,使学生掌握嵌入式系统的基本概念、原理和设计方法。

(2)实践教学:通过实验、项目实践等环节,提高学生的动手能力和工程实践能力。

(3)线上教学:利用网络平台,为学生提供在线课程、在线实验、在线讨论等资源。

3. 教学资源(1)教材:高校普遍采用国内外优秀的嵌入式教材,如《嵌入式系统原理与应用》、《嵌入式Linux编程》等。

(2)实验设备:高校普遍配备嵌入式实验箱、开发板等实验设备,为学生提供实践平台。

(3)在线资源:高校积极建设在线教学资源,为学生提供丰富的学习资料。

三、嵌入式教学方法探讨1. 案例教学法案例教学法通过分析实际嵌入式系统项目,引导学生掌握嵌入式系统设计、开发和应用方法。

具体步骤如下:(1)选择典型案例:根据教学目标,选择具有代表性的嵌入式系统项目。

(2)分析案例:引导学生分析案例中嵌入式系统的设计思路、关键技术、开发过程等。

(3)讨论与总结:组织学生进行讨论,总结案例中的经验和教训。

2. 项目驱动教学法项目驱动教学法以项目为导向,让学生在完成项目的过程中,掌握嵌入式系统设计、开发和应用技能。

具体步骤如下:(1)确定项目:根据学生的兴趣和市场需求,确定嵌入式系统项目。

(2)项目分解:将项目分解为若干个子任务,明确每个子任务的技术要求和完成时间。

(3)分工与合作:学生分组,明确每个组员的责任,共同完成项目。

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华北水利水电学院课程报告课程名称: 嵌入式操作系统姓名:学号:班级:专业: 电子信息工程日期: 2012/12/27摘要:嵌入式计算机系统出现于20世纪60年代。

多年来随着计算机技术、电子信息技术等的发展,嵌入式计算机的各项技术也蓬勃发展,市场迅猛扩大,嵌入式计算机已深入到生产和生活的每个角落。

本文是在学习完嵌入式实时操作系统及应用开发后,从诸多知名嵌入式操作系统选择uC/OS II ,并就其中的任务的管理与调度进行的资料综述的课程报告。

主要介绍了任务的定义、任务的管理、任务的调度和优先级反转的内容。

引言:uC/OS II是一个可以基于ROM 运行的、可裁减的、抢占式、实时多任务内核,具有高度可移植性,特别适合于微处理器和控制器,是和很多商业操作系统性能相当的实时操作系统(RTOS)。

为了提供最好的移植性能,uC/OS II 最大程度上是使用ANSI的C语言进行开发,并且已经移植到近40 多种处理器体系上,涵盖了从8 位到64 位各种CPU。

世界上已经有数千人在各个领域中使用uC/OS-II,这些领域包括:照相机行业、航空业、医疗器械、网络设备、自动提款机以及工业机器人等。

任务是uC/OS II实时内核的最基本的调度单位,所以研究uC/OS II的任务管理与调度对于理解整个uC/OS II系统以及后续的开发有很大的帮助。

一、μC/OS-II的概述μC/OS-II 的前身是μC/OS,最早出自于1992年美国嵌入式系统专家Jean brosse 在《嵌入式系统编程》杂志的5月和6月刊上刊登的文章连载,并把μC/OS的源码发布在该杂志的BBS上。

uC/OS-II 是一个抢占式实时多任务内核。

uC/OS-II 是用ANSI的C语言编写的,包含一小部分汇编语言代码,使之可以提供给不同架构的微处理器使用。

μC/OS-II 具有移植方便,构思巧妙,结构简洁精练,执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点,最小内核可编译至2KB。

所以至今从8 位到64 位,uC/OS-II 已经在40 多种不同架构的微处理器上使用,几乎已经移植到了所有知名的CPU上。

uC/OS-II 全部以源代码的方式提供给读者,大约有5500行。

CPU 相关的部分使用的是针对Intel80x86 微处理器的代码。

虽然uC/OS-II 可以在PC机上开发和测试,但是可以很容易地移植到不同架构的嵌入式微处理器上。

严格一点地说uC/OS-II 只是一个实时操作系统内核,它仅仅包含了任务调度,任务管理,时间管理,内存管理和任务间的通信和同步等基本功能。

没有提供输入输出管理,文件系统,网络等额外的服务。

但由于uC/OS-II 良好的可扩展性和源码开放,这些非必须的功能完全可以由用户自己根据需要分别实现。

uC/OS-II 目标是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时内核,并在这个内核之上提供最基本的系统服务,如信号量,邮箱,消息队列,任务的管理与调度,内存管理,中断管理等。

二、任务的管理与调度1、任务任务是一个具有独立功能的无限循环的程序段的一次运行活动,是实时内核调度的单位,具有以下特性:动态性、并行性、异步独立性。

一个任务主要包括代码、数据、堆栈以及程序执行的上下文环境。

任务所包含的程序通常为一个具有无限循环的程序,但任务和程序是两个不同的概念,他们的区别主要是第一,任务能真实地描述工作内容的并发性,而程序不能;第二,程序是任务的组成部分;第三,程序是静态的,任务是动态的;第四,任务有生命周期,有诞生、有消亡,是短暂的,而程序是相对长久的;第五,一个程序可对应多个任务,反之亦然;第六,任务具有创建其他任务的功能,而程序没有。

任务上下文环境(context)包括了实时内核管理任务、以及处理器执行任务所需要的所有信息,如任务优先级、任务的状态以及处理器的各种寄存器的内容。

任务的上下文环境通过任务控制块(Task Control Block,TCB)来体现。

按照到达情况的可预测性,任务可以划分为:周期任务和非周期任务;按照重要程度,又可分为:关键任务和非关键任务。

任务的特性可以通过优先级、周期、计算时间、就绪时间和截止时间等参数来描述。

2、任务管理uC/OS‐II 中最多可以支持64个任务,分别对应优先级0~63,其中0为最高优先级。

63为最低级,系统保留了4个最高优先级的任务和4个最低优先级的任务,所有用户可以使用的任务数有56个。

在多任务系统中,任务要参与资源的竞争,只有在所需要的资源都得到满足的情况下才能得到执行。

因此,任务拥有的资源的情况是不断变化的,导致任务状态也表现出不断变化的特性。

不同的实时内核实现方式对任务状态的定义不尽相同,但是都可以概括为三种基本的状态:等待(waiting)、就绪(ready)、执行(running)。

任务在不同的状态之间进行转换,即任务状态的变迁。

任务管理是通过对任务控制块(Task Control Block,TCB)的操作来实现的。

任务控制块是包含任务相关信息的数据结构,包含了任务执行过程中所需要的所有信息,一般包括任务的名字、任务执行的起始地址、任务的状态、任务的优先级、任务的上下文和任务的队列指针等内容。

为节约内存,任务的数量通常需要进行预先配置,在任务创建时,实时内核从空闲任务控制块链中为任务分配一个任务控制块。

任务切换是指保存当前任务的上下文,并恢复需要执行的任务的上下文的过程。

当发生任务切换时,当前正在运行的任务的上下文就需要通过该任务的任务控制块保存起来,并把需要投入运行的任务的上下文从对应的任务控制块中恢复出来,同时任务切换将导致任务状态发生变化。

在中断、自陷,运行任务因缺乏资源而被阻塞,时间片轮转调度超时以及被更高优先级任务抢占时可发生任务切换。

任务队列通过任务控制块实现对系统中所有任务的管理。

队列是由任务控制块构成,分为单等待队列和多等待队列的处理方式。

对于就绪任务,如果采用上述多等待队列方式进行管理,在基于优先级的调度处理中,要获得当前具有最高优先级的就绪任务,通常有两种方式:方式一,任务就绪时,把就绪任务的任务控制块放在就绪队列的末尾。

方式二,就绪队列按照优先级从高到低的顺序排列。

但这两种处理方式中,所花费的时间与任务数量有密切的关系,具有不确定性,为提高实时内核的确定性,可采用一种被称为优先级位图的就绪任务处理算法。

任务管理用来实现对任务状态的直接控制和访问。

内核的任务管理是通过系统调用来体现,uC/OS‐II 提供了任务管理的各种函数调用,包括创建任务,删除任务,改变任务的优先级,任务挂起和恢复等。

建立任务OSTaskCreat(),获得并初始化任务控制块TCB,为任务分配一个ID,使任务就绪并进行调度。

删除任务OSTaskDel(),根据指定的ID,把任务的TCB从队列中取出来,挂入空闲TCB 队列,并释放任务所占用的资源。

改变任务的优先级OSTaskChangePrio(),根据指定ID,找到任务的TCB,更改其中的优先级。

挂起任务OSTaskSuspend(),根据指定ID,找到任务的TCB,把任务的状态变为等待状态,并把TCB放置到等待队列。

恢复任务OSTaskResume(),根据指定ID,找到任务的TCB,若任务在等待其他资源,任务将仍然处于等待状态;否则,把任务的状态变为就绪状态,并把TCB放置到就绪队列。

3、任务调度任务调度要解决的问题就是按什么原则分配CPU、何时分配CPU、如何分配CPU。

由此可知任务调度主要包括任务调度的算法、任务调度的时机、任务调度的过程。

调度用来确定多任务环境下任务执行的顺序和在获得CPU资源后能够执行的时间长度。

操作系统通过一个调度程序来实现调度功能。

调度程序以函数的形式存在,用来实现操作系统的调度算法。

调度程序本身并不是一个任务,而是一个函数调用,可在内核的各个部分进行调用。

调度程序的具体位置又被称为是一个调度点,调度点通常处于以下位置:中断服务程序的结束位置;任务因等待资源而处于等待状态;任务处于就绪状态时等。

调度本身需要一定的系统开销,需要花费时间来计算下一个可被执行的任务。

所以简单是实时内核所强调的主要特点,复杂的、高级的调度算法则通常用于研究领域。

内核的主要职责就是要确保所有的任务都能够满足任务的时间约束特性要求。

所以在设计调度程序时,通常需要综合考虑如下因素:CPU的使用率、输入/输出设备的吞吐率、响应时间、公平性、截止时间。

但这些因素之间具有一定的冲突性,因此,调度程序的设计需要优先考虑最重要的需求,然后在各种因素之间进行折衷处理。

对于大量的实时调度算法而言,存在着以下几类主要的划分方法:离线和在线调度、抢占和非抢占调度、静态和动态调度、最佳和试探性调度。

uC/OS‐II是一个实时多任务系统,它和其它实时内核一样都采用了抢占式调度算法,使关键任务能够打断非关键任务的执行,确保关键任务的截止时间能够得到满足。

如基于优先级的可抢占调度,在基于优先级的可抢占调度中,如果出现具有更高优先级的任务处于就绪状态时,当前任务将停止运行,把CPU的控制权交给具有更高优先级的任务,使更高优先级的任务得到执行。

因此,实时内核需要确保CPU总是被具有最高优先级的就绪任务所控制。

4、优先级反转在理想情况下,当高优先级任务就绪后,就能够立即抢占低优先级任务而得到执行,但在有多个任务需要使用共享资源的情况下,可能会出现高优先级任务被低优先级任务阻塞,并等待低优先级任务执行的现象。

高优先级任务需要等待低优先级任务释放资源,而低优先级任务又正在等待中等优先级任务的现象,这就称为优先级反转现象。

解决优先级反转现象的常用协议为:优先级继承协议和优先级天花板协议。

优先级继承协议的基本思想是:当一个任务阻塞了一个或多个高优先级任务时,该任务将不使用其原来的优先级,而使用被该任务所阻塞的所有任务的最高优先级作为其执行临界区的优先级。

当该任务退出临界区时,又恢复到其最初的优先级。

采用优先级继承协议,系统运行前就能够确定任务的最大阻塞时间。

但也存在两个问题:优先级继承协议本身不能避免死锁的发生、可能出现阻塞链,使得任务的阻塞时间可能会很长。

使用优先级天花板协议的目的在于解决优先级继承协议中存在的死锁和阻塞链问题。

优先级天花板指控制访问临界资源的信号量的优先级天花板。

信号量的优先级天花板为所有使用该信号量的任务的最高优先级。

总结及展望:在本次课程报告中,我又重新系统的学习了一次uC/OS‐II的任务管理与调度,对实时内核是如何进行任务管理与调度有了更深的认识,进一步熟悉了任务的定义、任务的管理、任务的调度和优先级反转的主要内容。

但鉴于篇幅和个人水平有限,文中还有许多问题还有待进一步的研究,如任务管理中优先级位图的就绪任务处理算法、任务调度算法的设计以及不同调度算法之间的比较、优先级继承协议和优先级天花板协议在处理效率和对程序运行过程的影响程度的比较。

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