EOS嵌入式操作系统第五部分EOS内核基础

EOS嵌入式操作系统第五部分EOS内核基础第一页，共31页。第五部分EOS基础2第二页，共31页。核心内容嵌入式软件、EOS、RTOSRTOS的特点RTOS的结构RTOS与通用OS的异同3第三页，共31页。嵌入式软件

EOS、RTOS4第四页，共31页。基本概念和术语OS管理和控制计算机硬件与软件资源的系统软件EOS

EmbeddedOperatingSystem任务

Task；程序运行的实体，调度的基本单元线程

Thread；进程内可并发执行的程序段——资源共享，调度的基本单元上下文切换

ContextSwitching；当前运行任务的交换抢占

Preemptive；当前执行任务被另一就绪任务打断不可抢占

Non-Preemptive；当前执行任务不允许被打断互斥

MutualExclusion；多个任务同时访问共享数据时，必须顺序访问的机制5第五页，共31页。基本概念和术语（续）优先级

Priority；任务的紧急程度和重要性优先级驱动

PriorityDriven；任何时刻，总是将处理器分配给优先级最高的任务的机制可调度性

Schedulability；一个任务的完成时间不大于截止时间（Deadline），称任务可调度；若系统所有任务可调度，称系统可调度优先级反转

PriorityInversion；高优先任务等待低优先级任务释放资源而被堵塞的情况——产生死锁的原因优先级继承

PriorityInheritance；优先级反转时，低优先级任务提高优先级确保继续执行以释放资源的方法6第六页，共31页。嵌入式软件与EOS

嵌入式软件的发展过程示意各阶段并存！EOS？7第七页，共31页。嵌入式软件与EOS（2）典型嵌入式设备中由EOS提供的软件比例10%30%Networking75%KernelKernelKernelNetworkingMultiprocessingMemoryManagementNetworkingUtilityWindowsAPIApplicationApplicationApplicationApplicationKernelNetworkingMultiprocessingFaultToleranceDistributedObjectsAdvancedNetworkingAdvancedInterconnectJavaBrowser/GUI90%8第八页，共31页。EOS与RTOSRTOS≈EOS广义：9第九页，共31页。RTOS组成10第十页，共31页。RTOS组成类似于通用操作系统驱动程序底层硬件相关；广义属于RTOS内核

最高权限部分；负责管理进程、内存、设备、文件、网络、安全、...接口库

一系列特殊的程序库，提供应用程序所需的API；最靠近应用程序的部分。外围提供特定高级服务的部件。如对微内核结构，文件管理等均归于外围11第十一页，共31页。RTOS组成（2）：示例

12第十二页，共31页。RTOS特点13第十三页，共31页。RTOS特点及时性嵌入式实时系统的基本特征可确定性系统执行时，任务的执行序列、最坏执行时间等可确定并发性

同一时刻，可能有多个外部事件到达，因此必须激活多个任务同时响应以应对外部事件高可信性

无论外部环境如何，系统需要对外部事件做出准确反应可靠性不出错概率鲁棒性容错能力防危性不发生灾难性问题......14第十四页，共31页。RTOS特点（2）安全性主要指信息安全，能抵御外部环境对系统的恶意攻击。也属于可信性内容之一可嵌入性能嵌入式到应用软件中——捆绑为一个可执行程序可剪裁性针对应用需要，合理裁减，够用即可——节约资源、增强性能可扩展性能适应应用的不断变化发展——动态管理、嵌入式DB、...Adaptive15第十五页，共31页。RTOS结构16第十六页，共31页。整体结构（单块）：原理HardwareAPIUserKernelApplicationApplication…17第十七页，共31页。整体结构（单块）：示意18第十八页，共31页。层次结构19第十九页，共31页。微内核结构20第二十页，共31页。微内核结构（另一种体现）

User

kernelHardwareProcessApplicationMemoryMicro-kernelFileNetDisplayRequestReturnSafetySecurity21第二十一页，共31页。构件化结构TinyOS22第二十二页，共31页。多核结构RTLinux23第二十三页，共31页。RTOS虚拟化技术RTOS-VM德国24第二十四页，共31页。主流RTOS25第二十五页，共31页。主流RTOS

总体情况

200多RTOS，不同领域vxWorksWindRiverSystem，Intel（2009）IntegrityGreenHillsSoftware，安全、无版权税RTOSQNXQuantumSoftwareSystems，遵从POSIX规范Nucleus

ATI，抢占式多任务RTOS，CPU类型最丰富tinyOSUCBerkeley，专为嵌入式无线传感网络μcOS-IIMicrium，支持超过100种以上的微处理器RTLinux新墨西哥州的fsmlabsWindowsMobile

MS，移动终端Android

Google，基于LinuxiPhoneOS

Apple，移动终端开源RTOSRT-Thread、FreeRTOS、nOS、eCos、