uCosIII 學(xué)習(xí)

  多數(shù)高產(chǎn)量低成本微控制器的應(yīng)用軟件（例如微波爐，電話玩具等）都是基于前后臺系統(tǒng)的。

  實時內(nèi)核的應(yīng)用包括迅速地響應(yīng)，可靠地完成工作的各個部分。任務(wù)（也叫做線程）是一段簡單的程序，運行時完全地占用CPU。在單CPU中，任何時候只有1個任務(wù)被執(zhí)行。

  uC/OS-III內(nèi)核也負責(zé)管理任務(wù)間的交流，系統(tǒng)的資源（內(nèi)存和I/O）。

  系統(tǒng)中加入內(nèi)核需要額外的支出，因為內(nèi)核提供服務(wù)時需要時間去處理。大多數(shù)的額外支出取決于服務(wù)的調(diào)用頻繁度。在一個優(yōu)秀的設(shè)計中，內(nèi)核占用CPU的時間介于2%到4%之間。因為uC/OS-III是一個軟件，添加到目標(biāo)系統(tǒng)中需要額外的ROM和RAM。低檔的單片機很有可能不支持像uC/OS-III那樣的實時內(nèi)核，因為它只有很少的RAM可供訪問。uC/OS-III內(nèi)核需要1K到4K之間的RAM，加上每個任務(wù)自己所需的堆�？臻g。至少有4K大小RAM的處理器才有可能成功移植uC/OS-III。最后，為了更好地使用CPU，uC/OS-III提供了大約70種常用的服務(wù)。當(dāng)用過像uC/OS-III那樣的具有實時內(nèi)核的系統(tǒng)后，你將不會再去使用前后臺系統(tǒng)了。

  實時系統(tǒng)（RTOS）

  一個實時系統(tǒng)通常包括一個實時內(nèi)核以及其他高級的服務(wù)，例如：文件管理，堆棧協(xié)議，圖形用戶接口等等。大多數(shù)服務(wù)都是跟I/O有關(guān)的。

  Micrium提供了RTOS一套完整的組件，包括uC/FS、uC/TCP-IP、uC/GUI、uC/USB等。這些組件大部分都可以單獨執(zhí)除了uC/TCP-IP。實時內(nèi)核在應(yīng)用中不是必須的。事實上，用戶可以單獨選擇您的應(yīng)用所需用的組件。

  uC/OS-III

  uC/OS-III是一個可擴展的，可固化的，搶占式的實時內(nèi)核，它管理的任務(wù)個數(shù)不受限制。它是第三代內(nèi)核，提供了現(xiàn)代實時內(nèi)核所期望的所有功能包括資源管理、同步、內(nèi)部任務(wù)交流等。uC/OS-III也提供了很多特性是在其他實時內(nèi)核中所沒有的。比如能在運行時測量運行性能，直接得發(fā)送信號或消息給任務(wù)，任務(wù)能同時等待多個信號

量和消息隊列。

  以下列出uC/OS-III的特點：

  源代碼、應(yīng)用程序接口（API）、搶占式多任務(wù)處理、時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度、快速響應(yīng)中斷、確定性的、可擴展的、易移植的、可固化的、可實時配置的、任務(wù)數(shù)無限制、優(yōu)先級數(shù)無限制、內(nèi)核對象數(shù)無限制、各種系統(tǒng)服務(wù)、互斥信號量（Mutexes）、嵌套的任務(wù)停止、軟件定時器、掛起多個對象、任務(wù)信號量、任務(wù)消息、任務(wù)寄存器、錯誤檢測、內(nèi)置的性能測量、可優(yōu)化、死鎖預(yù)防、任務(wù)級的時基處理、用戶可定義的鉤子函數(shù)、時間戳、嵌入的內(nèi)核調(diào)試器、對象名稱。

  時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度：uC/OS-III允許多個任務(wù)擁有相同的優(yōu)先級。當(dāng)多個相同優(yōu)先級的任務(wù)就緒時，并且這個優(yōu)先級是目前最高的。uC/OS-III會分配用戶定義的時間片給每個任務(wù)去運行。每個任務(wù)可以定義不同的時間片。當(dāng)任務(wù)用不完時間片時可以讓出CPU給另一個任務(wù)。

  任務(wù)數(shù)無限制：uC/OS-III對任務(wù)數(shù)量無限制。實際上，任務(wù)的數(shù)量限制于處理器能提供的內(nèi)存大小。每一個任務(wù)需要有自己的堆�？臻g，uC/OS-III在運行時監(jiān)控任務(wù)堆棧的生長。uC/OS-III對任務(wù)的大小無限制，

  優(yōu)先級數(shù)無限制：uC/OS-III對優(yōu)先級的數(shù)量無限制。然而，配置uC/OS-III的優(yōu)先級在32到256之間已經(jīng)滿足大多數(shù)的應(yīng)用了

  內(nèi)核對象數(shù)無限制：uC/OS-III支持任何數(shù)量的任務(wù)、信號量、互斥信號量、事件標(biāo)志組、消息隊列、軟件定時器、內(nèi)存分區(qū)。用戶在運行時分配所有的內(nèi)核對象

  嵌套的任務(wù)停止：uC/OS-III允許任務(wù)停止自身或者停止另外的任務(wù)。停止一個任務(wù)意味著這個任務(wù)將不再執(zhí)行直到被其他的任務(wù)恢復(fù)。停止可以被嵌套到250級。換句話說，一個任務(wù)可以停止另外的任務(wù)多達250次。當(dāng)然，這個任務(wù)必須被恢復(fù)同等次數(shù)才有資格再次獲得CPU。

  軟件定時器：可以定義任意數(shù)量的一次性的、周期性的、或者兩者兼有的定時器。定時器是倒計時的，執(zhí)行用戶定義的行為一直到計數(shù)減為0。每一個定時器可以有自己的行為，如果一個定時器是周期性的，計數(shù)減為0時會自動重裝計數(shù)值并執(zhí)行用戶定義的行為。

  掛起多個對象:uC/OS-III允許任務(wù)等待多個事件的發(fā)生。特別的，任務(wù)可以同時等待多個信號量和消息隊列被提交。等待中的任務(wù)在事件發(fā)生的時候被喚醒。

  任務(wù)信號量：uC/OS-III允許ISR或者任務(wù)直接地發(fā)送信號量給其它任務(wù)。這樣就避免了必須產(chǎn)生一個中間級內(nèi)核對象如一個信號量或者事件標(biāo)志組只為了標(biāo)記一個任務(wù)。提高了內(nèi)核性能

  任務(wù)消息：uC/OS-III允許ISR或者任務(wù)直接發(fā)送消息到另一個任務(wù)。這樣就避免產(chǎn)生一個消息隊列，提高了內(nèi)核性能。

  內(nèi)置的性能測量：uC/OS-III有內(nèi)置性能測量功能。能測量每一個任務(wù)的執(zhí)行時間,每個任務(wù)的堆棧使用情況，任務(wù)的執(zhí)行次數(shù)，CPU的使用情況，ISR到任務(wù)的切換時間,任務(wù)到任務(wù)的切換時間，列表中的峰值數(shù)，關(guān)中斷、鎖調(diào)度器平均時間等。

  任務(wù)寄存器：每一個任務(wù)可以擁有用戶可定義的任務(wù)寄存器，不同于CPU寄存器。

  可優(yōu)化：uC/OS-III有內(nèi)置性能測量功能。能測量每一個任務(wù)的執(zhí)行時間,每個任務(wù)的堆棧使用情況，任務(wù)的執(zhí)行次數(shù)，CPU的使用情況，ISR到任務(wù)的切換時間,任務(wù)到任務(wù)的切換時間，列表中的峰值數(shù)，關(guān)中斷、鎖調(diào)度器平均時間等。

  用戶可定義的鉤子函數(shù)：uC/OS-III允許程序員定義hook函數(shù)，hook函數(shù)被uC/OS-III調(diào)用。hook函數(shù)允許用戶擴展uC/OS-III的功能。有的hook函數(shù)在任務(wù)切換的時候被調(diào)用，有的在任務(wù)創(chuàng)建的時候被調(diào)用，有的在任務(wù)刪除的時候被調(diào)用。

  時間戳：為了測量時間，uC/OS-III需要一個16位或者32位的時時間戳計數(shù)器。這個計數(shù)器值可以在運行時被讀取以測量時間。例如：當(dāng)ISR提交消息到任務(wù)時，時間戳計數(shù)器自動讀取并保存作為消息。當(dāng)接收者接收到這條消息，時間戳被提供在消息內(nèi)。通過讀取現(xiàn)在的時間戳，消息的響應(yīng)時間可以被確定。

F2-1（2）半導(dǎo)體廠家通常會提供庫函數(shù)以控制那些CPU或MCU的外設(shè)。這些庫非常有用并且高效。因為對這些文件沒有規(guī)定。所以假定為*.C，*.H。

BSP將適用于多個工程

\Micrium

\Software

\EvalBoards

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\BSP

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