嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)工程師考試復(fù)習(xí)要點：實時系統(tǒng)的調(diào)度

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1.實時系統(tǒng)的調(diào)度

(1)調(diào)度：給定一組實時任務(wù)和系統(tǒng)資源，確定每個任務(wù)何時何地執(zhí)行的整個過程。

(2)搶占式調(diào)度：通常是優(yōu)先級驅(qū)動的調(diào)度，如uCOS。優(yōu)點是實時性好、反應(yīng)快，調(diào)度算法相對簡約，可以保證高優(yōu)先級任務(wù)的時間約束;缺點是上下文切換多。

(3)非搶占式調(diào)度：通常是按時間片安排的調(diào)度，不允許任務(wù)在執(zhí)行期間被中斷，任務(wù)一旦占用處理器就需要執(zhí)行完畢或自愿放棄，如WinCE。優(yōu)點是上下文切換少;缺點是處理器有效資源利用率低，可調(diào)度性不好。

(4)靜態(tài)表驅(qū)動策略：系統(tǒng)在運行前依據(jù)各任務(wù)的時間約束及關(guān)聯(lián)關(guān)系，采納某種搜尋策略生成一張運行時刻表，指明各任務(wù)的起始運行時刻及運行時間。

(5)優(yōu)先級驅(qū)動策略：根據(jù)任務(wù)優(yōu)先級的高低確定任務(wù)的執(zhí)行順次。

(6)實時任務(wù)分類：周期任務(wù)、偶發(fā)任務(wù)、非周期任務(wù)。

(7)實時系統(tǒng)的通用結(jié)構(gòu)模型：數(shù)據(jù)采集任務(wù)實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的采集，數(shù)據(jù)處理任務(wù)處理采集的數(shù)據(jù)、并將加工后的數(shù)據(jù)送到執(zhí)行機構(gòu)管理任務(wù)掌握機構(gòu)執(zhí)行。

(1)定義：以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、牢靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。

(2)嵌入式系統(tǒng)進展的4個階段：無操作系統(tǒng)階段、簡約操作系統(tǒng)階段、實時操作系統(tǒng)階段、面對Internet階段。

(3)知識產(chǎn)權(quán)核(IP核)：具有知識產(chǎn)權(quán)的、功能詳細、接口規(guī)范、可在多個集成電路設(shè)計中重復(fù)運用的功能模塊，是實現(xiàn)系統(tǒng)芯片(SOC)的基本構(gòu)件。

(4)IP核模塊有行為、結(jié)構(gòu)和物理3級不同程度的設(shè)計，對應(yīng)描述功能行為的不同可以分為三類：軟核、固核、硬核。

2、嵌入式系統(tǒng)的組成：硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層

(1)硬件層：嵌入式微處理器、存儲器、通用設(shè)備接口和I/O接口。

嵌入式核心模塊=微處理器+電源電路+時鐘電路+存儲器Cache：位于主存和嵌入式微處理器內(nèi)核之間，存放的是最近一段時間

微處理器運用最多的程序代碼和數(shù)據(jù)。它的主要目標是減小存儲器給微處理器內(nèi)核造成的存儲器訪問瓶頸，使處理速度更快。

(2)中間層(也稱為硬件抽象層HAL或者板級支持包BSP)：它將系統(tǒng)上層軟件和底層硬件分別開來，使系統(tǒng)上層軟件開發(fā)人員無需關(guān)系底層硬件的詳細狀況，依據(jù)BSP層提供的接口開發(fā)即可。

BSP有兩個特點：硬件相關(guān)性和操作系統(tǒng)相關(guān)性。設(shè)計一個完整的BSP需要完成兩部分工作：

A、嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化和BSP功能。

片級初始化：純硬件的初始化過程，把嵌入式微處理器從上電的默認狀態(tài)逐步設(shè)置成系統(tǒng)所要求的工作狀態(tài)。

板級初始化：包含軟硬件兩部分在內(nèi)的初始化過程，為隨后的系統(tǒng)初始化和應(yīng)用程序建立硬件和軟件的運行環(huán)境。

系統(tǒng)級初始化：以軟件為主的初始化過程，進行操作系統(tǒng)的初始化。

B、設(shè)計硬件相關(guān)的'設(shè)備驅(qū)動。

(3)系統(tǒng)軟件層：由RTOS、文件系統(tǒng)、GUI、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及通用組件模塊組成。

RTOS是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺。

(4)應(yīng)用軟件：由基于實時系統(tǒng)開發(fā)的應(yīng)用程序組成。

3、實時系統(tǒng)

(1)定義：能在指定或確定的時間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和對外部或內(nèi)部、同步或異步時間做出響應(yīng)的系統(tǒng)。

(2)區(qū)分：通用系統(tǒng)一般追求的是系統(tǒng)的平均響應(yīng)時間和用戶的運用方便;而實時系統(tǒng)主要考慮的是在最壞狀況下的系統(tǒng)行為。

(3)特點：時間約束性、可猜測性、牢靠性、與外部環(huán)境的交互性。

(4)硬實時(強實時)：指應(yīng)用的時間需求應(yīng)能夠得到完全滿意，否那么就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命財產(chǎn)損失和生態(tài)破壞，如：航天、軍事。

(5)軟實時(弱實時)：指某些應(yīng)用雖然提出了時間的要求，