EOS嵌入式操作系統(tǒng)-第五部分-EOS內(nèi)核基礎(chǔ)

嵌入式操作系統(tǒng)

EmbeddedOperatingSystem2016年2月桑楠

信息與軟件工程學(xué)院1第五局部信息與軟件工程學(xué)院2EOS根底核心內(nèi)容嵌入式軟件、EOS、RTOSRTOS的特點(diǎn)RTOS的結(jié)構(gòu)RTOS與通用OS的異同信息與軟件工程學(xué)院3嵌入式軟件

EOS、RTOS信息與軟件工程學(xué)院4根本概念和術(shù)語信息與軟件工程學(xué)院5OS管理和控制計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的系統(tǒng)軟件EOSEmbeddedOperatingSystem任務(wù)Task；程序運(yùn)行的實(shí)體，調(diào)度的根本單元線程Thread；進(jìn)程內(nèi)可并發(fā)執(zhí)行的程序段——資源共享，調(diào)度的根本單元上下文切換ContextSwitching；當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)的交換搶占Preemptive；當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)被另一就緒任務(wù)打斷不可搶占Non-Preemptive；當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)不允許被打斷互斥MutualExclusion；多個任務(wù)同時(shí)訪問共享數(shù)據(jù)時(shí)，必須順序訪問的機(jī)制根本概念和術(shù)語〔續(xù)〕信息與軟件工程學(xué)院6優(yōu)先級Priority；任務(wù)的緊急程度和重要性優(yōu)先級驅(qū)動PriorityDriven；任何時(shí)刻，總是將處理器分配給優(yōu)先級最高的任務(wù)的機(jī)制可調(diào)度性Schedulability；一個任務(wù)的完成時(shí)間不大于截止時(shí)間〔Deadline〕，稱任務(wù)可調(diào)度；假設(shè)系統(tǒng)所有任務(wù)可調(diào)度，稱系統(tǒng)可調(diào)度優(yōu)先級反轉(zhuǎn)PriorityInversion；高優(yōu)先任務(wù)等待低優(yōu)先級任務(wù)釋放資源而被堵塞的情況——產(chǎn)生死鎖的原因優(yōu)先級繼承PriorityInheritance；優(yōu)先級反轉(zhuǎn)時(shí)，低優(yōu)先級任務(wù)提高優(yōu)先級確保繼續(xù)執(zhí)行以釋放資源的方法嵌入式軟件與EOS

信息與軟件工程學(xué)院7嵌入式軟件的開展過程示意各階段并存！EOS？嵌入式軟件與EOS〔2〕信息與軟件工程學(xué)院8典型嵌入式設(shè)備中由EOS提供的軟件比例10%30%Networking75%KernelKernelFileSystemKernelNetworkingFileSystemMultiprocessingMemoryManagementNetworkingUtilityWindowsAPIApplicationApplicationApplicationApplicationKernelNetworkingFileSystemMultiprocessingFaultToleranceDistributedObjectsAdvancedNetworkingAdvancedInterconnectJavaBrowser/GUI90%EOS與RTOS信息與軟件工程學(xué)院9RTOS≈EOS廣義：RTOS組成信息與軟件工程學(xué)院10RTOS組成信息與軟件工程學(xué)院11類似于通用操作系統(tǒng)驅(qū)動程序底層硬件相關(guān)；廣義屬于RTOS內(nèi)核最高權(quán)限局部；負(fù)責(zé)管理進(jìn)程、內(nèi)存、設(shè)備、文件、網(wǎng)絡(luò)、平安、...接口庫一系列特殊的程序庫，提供給用程序所需的API；最靠近應(yīng)用程序的局部。外圍提供特定高級效勞的部件。如對微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，文件管理等均歸于外圍RTOS組成〔2〕：例如信息與軟件工程學(xué)院12RTOS特點(diǎn)信息與軟件工程學(xué)院13RTOS特點(diǎn)信息與軟件工程學(xué)院14及時(shí)性嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的根本特征可確定性系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)，任務(wù)的執(zhí)行序列、最壞執(zhí)行時(shí)間等可確定并發(fā)性同一時(shí)刻，可能有多個外部事件到達(dá)，因此必須激活多個任務(wù)同時(shí)響應(yīng)以應(yīng)對外部事件高可信性無論外部環(huán)境如何，系統(tǒng)需要對外部事件做出準(zhǔn)確反響可靠性不出錯概率魯棒性容錯能力防危性不發(fā)生災(zāi)難性問題......RTOS特點(diǎn)〔2〕信息與軟件工程學(xué)院15平安性主要指信息平安，能抵御外部環(huán)境對系統(tǒng)的惡意攻擊。也屬于可信性內(nèi)容之一可嵌入性能嵌入式到應(yīng)用軟件中——捆綁為一個可執(zhí)行程序可剪裁性針對應(yīng)用需要，合理裁減，夠用即可——節(jié)約資源、增強(qiáng)性能可擴(kuò)展性能適應(yīng)應(yīng)用的不斷變化開展——動態(tài)管理、嵌入式DB、...AdaptiveRTOS結(jié)構(gòu)信息與軟件工程學(xué)院16整體結(jié)構(gòu)〔單塊〕：原理信息與軟件工程學(xué)院17HardwareAPIUserKernelApplicationApplication…整體結(jié)構(gòu)〔單塊〕：示意信息與軟件工程學(xué)院18層次結(jié)構(gòu)信息與軟件工程學(xué)院19微內(nèi)核結(jié)構(gòu)信息與軟件工程學(xué)院20微內(nèi)核結(jié)構(gòu)〔另一種表達(dá)〕信息與軟件工程學(xué)院21

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kernelHardwareProcessApplicationMemoryMicro-kernelFileNetDisplayRequestReturnSafetySecurity構(gòu)件化結(jié)構(gòu)信息與軟件工程學(xué)院22TinyOS多核結(jié)構(gòu)信息與軟件工程學(xué)院23RTLinuxRTOS虛擬化技術(shù)信息與軟件工程學(xué)院24RTOS-VM德國主流RTOS信息與軟件工程學(xué)院25主流RTOS

信息與軟件工程學(xué)院26總體情況200多RTOS，不同領(lǐng)域vxWorksWindRiverSystem，Intel〔2009〕IntegrityGreenHillsSoftware，平安、無版權(quán)稅RTOSQNXQuantumSoftwareSystems，遵從POSIX標(biāo)準(zhǔn)NucleusATI，搶占式多任務(wù)RTOS，CPU類型最豐富tinyOSUCBerkeley，專為嵌入式無線傳感網(wǎng)絡(luò)μcOS-IIMicrium，支持超過100種以上的微處理器RTLinux新墨西哥州的fsmlabsWindowsMobileMS，移動終端AndroidGoogle，基于LinuxiPhoneOSApple，移動終端開源RTOSR