实时操作系统的相关概念

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最爱妍1jY9
2016-05-12 · TA获得超过296个赞
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代码临界段:指处理时不可分割的代码。一旦这部分代码开始执行则不允许中断打入;
资源:任何为任务所占用的实体;
共享资源:可以被一个以上任务使用的资源;
任务:也称作一个线程,是一个简单的程序。每个任务被赋予一定的优先级,有它自己的一套CPU寄存器和自己的栈空间。典型地,每个任务都是一个无限的循环,每个任务都处在以下五个状态下:休眠态,就绪态,运行态,挂起态,被中断态;
任务切换:将正在运行任务的当前状态(CPU寄存器中的全部内容)保存在任务自己的栈区,然后把下一个将要运行的任务的当前状态从该任务的栈中重新装入CPU的寄存器,并开始下一个任务的运行;
内核:负责管理各个任务,为每个任务分配CPU时间,并负责任务之间通讯。分为不可剥夺型内核和可剥夺型内核;
调度:内核的主要职责之一,决定轮到哪个任务运行。一般基于优先级调度法; 任务优先级:分为优先级不可改变的静态优先级和优先级可改变的动态优先级;
优先级反转:优先级反转问题是实时系统中出现最多的问题。共享资源的分配可导致优先级低的任务先运行,优先级高的任务后运行。解决的办法是使用“优先级继承”算法来临时改变任务优先级,以遏制优先级反转。 虽然共享数据区简化了任务之间的信息交换,但是必须保证每个任务在处理共享共享数据时的排他性。使之满足互斥条件的一般方法有:关中断,使用测试并置位指令(TAS),禁止做任务切换,利用信号量。
因为采用实时操作系统的意义就在于能够及时处理各种突发的事件,即处理各种中断,因而衡量嵌入式实时操作系统的最主要、最具有代表性的性能指标参数无疑应该是中断响应时间了。中断响应时间通常被定义为:
中断响应时间=中断延迟时间+保存CPU状态的时间+该内核的ISR进入函数的执行时间。
中断延迟时间=MAX(关中断的最长时间,最长指令时间) + 开始执行ISR的第一条指令的时间。
最大中断禁止时间:
当RTOS运行在核态或执行某些系统调用的时候,是不会因为外部中断的到来而中断执行的。只有当RTOS重新回到用户态时才响应外部中断请求,这一过程所需的最大时间就是最大中断禁止时间。
任务切换时间:
当由于某种原因使一个任务退出运行时,RTOS保存它的运行现场信息、插入相应队列、并依据一定的调度算法重新选择一个任务使之投入运行,这一过程所需时间称为任务切换时间。
上述几项中, 最大中断禁止时间和任务切换时间是评价一个RTOS实时性最重要的两个技术指标。

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