嵌入式系統(tǒng)通用的應用軟件結構研究

1、嵌入式系統(tǒng)通用的應用軟件結構研究系統(tǒng)的面對應用特性，使得大多數(shù)程序員沉陷于不同的應用中。在進入新的一輪開發(fā)后，往往惟獨一些容易的閱歷可供參考。為了加快應用的開發(fā)進度，有須要討論一種統(tǒng)一的應用軟件結構，使開發(fā)人員能夠通過容易模式套用，簡化大量系統(tǒng)討論方面的工作，以加快嵌入式開發(fā)人員對新系統(tǒng)的理解和用法。操作系統(tǒng)c/os-ii和ecos（embedded configurable os）是我在研發(fā)過程中用法過的兩個系統(tǒng)。這兩個源碼藏匿的系統(tǒng)是我們討論的基礎。開發(fā)平臺依次是pc機和ep7212開發(fā)板。1 c/os-ii內核對于一個嵌入式系統(tǒng)內核，我們最關懷的是：任務調度、內存管理準時間特性等。這里，

2、只介紹與多任務編程聯(lián)系最多的任務調度和內存管理。1.1 任務調度任務的狀態(tài)有休眠、就緒及運行幾種。任務調度就是遵循一定的原則，使多個任務共同用法同一處理機的過程。這一過程主要是通過對任務控制塊（tcb）的管理來實現(xiàn)的。當一個任務建立時，c/os-ii系統(tǒng)為其所對應的os_tcb賦值；當任務的cpu用法權被剝奪時，系統(tǒng)用os_tcb來保存該任務的狀態(tài)；當任務重新得到cpu用法權時，系統(tǒng)就可通過任務控制埠來使任務從被中斷處繼續(xù)執(zhí)行下去。在c/os-ii中，tcb內包含如下基本項：*ostcbstkptr是一個指向當前任務棧頂?shù)闹羔槪ㄟ^允許每個任務擁有自己的棧來減小系統(tǒng)的內存開銷；*ostcbne

3、xtostcbprev用于任務控制塊的雙重鏈接；*ostcbdly用于任務延時或超時限制；*ostcbstat任務的狀態(tài)字，0表示就緒態(tài)；*ostcbprio任務的優(yōu)先級，值越小，優(yōu)先級越高。在c/os-ii中，還有兩個與任務調度相關的結構就緒表和估級判定表。就緒表中有兩個變量用來存放每個任務的就緒標記。通過分組與優(yōu)先級表中的項實現(xiàn)一一對應，進而確定進入就緒態(tài)的優(yōu)先級最高的任務。任務調度算法原型：*關中斷；*取優(yōu)先級最高的就緒任務；*若不是當前任務，則舉行任務切換；*開中斷。任務切換中兩步完成：將被掛起的任務的微處理器寄存器堆入棧，然后，將較高優(yōu)先級的任務的寄存器值從棧中復原到寄存器中。1.2

4、 內存管理在嵌入式系統(tǒng)中，為了更高效地用法內存，除了常規(guī)的malloc()和free（）外，通常提供不同的內存組織形式，以滿足特別應用的需求。c/os-ii中，操作系統(tǒng)把延續(xù)的大塊內存按分區(qū)來管理，每個分區(qū)中包含整數(shù)大小相同的內存塊。利用這種機制，c/os-ii對malloc()和free（）舉行改造，使得它們可分配和釋放固定大小的內存塊，并且使這兩個函數(shù)的執(zhí)行時光也固定下來。為了用法戶能得到需大小的內存塊，在一個系統(tǒng)中可以多個內存分區(qū)，應用程序可以從不同的內存分區(qū)中取得不同大小的內存塊。唯一要注重的是，不同的內存塊在釋放時必需重新放回它以前所屬的內存分區(qū)。采納上述的內存管理算法，解決了內存碎

5、片的問題。為了跟蹤每一個內存分區(qū)，c/os-ii用法了內存控制塊的數(shù)據(jù)結構，主要有：osmemaddr指向內存分區(qū)起始地址的指針；osmemfreelist指向下一個空閑控制塊或下一個空閑內存塊的指針；osmemblksize內存分區(qū)中內存塊的大小，是用戶建立該內存分區(qū)時指定的；osmemb1ks內存分區(qū)中總的內存塊數(shù)量，是用戶建立該內存分區(qū)時指定的；osmemnfree內存分區(qū)中當前可以得到的空閑內存塊數(shù)量。在c/os-ii中，也可以用法常規(guī)的malloc（）和free（）內存管理函數(shù)來增加其可移植性，但在用法更嚴格的場合，應用法系統(tǒng)提供的特別的內存管理。2 應用軟件2.1 應用軟件原型對于8051系統(tǒng)的編程，最基本的架構是一個無限循環(huán)，應用的全部事情基本上都是在這個超循環(huán)中實現(xiàn)的。在這種系統(tǒng)中，系統(tǒng)上惟獨一個任務在運行，應用就是囫圇系統(tǒng)，而囫圇系統(tǒng)就是一個應用