22、实时操作系统概述

实时操作系统概述

随着嵌入式系统的复杂度不断增加，它们越来越像个人计算机（PC）。嵌入式系统软件开发常常因需要控制系统资源而变得复杂，部分嵌入式系统还需连接以太网接口、硬盘驱动器等类似 PC 的外设。若所有软件都从头编写，就必须编写与每个设备交互的代码，这会造成重复劳动。

嵌入式系统资源管理与任务调度

在典型的嵌入式系统中，每个功能或进程独立处理自身资源。例如，通过以太网链路与主机系统交互的进程会分配内存作为缓冲区，使用 RS232 连接的进程也有相应的代码和缓冲区。轮询循环依次给予每个进程控制权，各进程检查与其接口之间的数据。

若系统中主机仅使用以太网或 RS - 232 其中之一，就无需同时激活两套代码和缓冲区。通过内存管理，将不需要的缓冲区分配给其他用途，可减少系统对随机存取存储器（RAM）的需求。

除了内存管理，所有嵌入式系统都需要以某种方式调度进程。轮询循环方法，也称为顺序或循环调度，是最常见的方式。以泳池定时器为例，每个任务（电机开关控制、时间溢出处理、键盘处理）依次获得控制权，形成一个大循环。

不过，这种方法存在一些缺点：
1. 任务处理时间影响 ：在简单系统中，各任务运行至完成，处理时间短不会产生问题。但在控制自动化装配线的系统中，温度控制可能有较长延迟，若温度控制程序设置温度后等待结果，其他功能会被阻塞，即一个任务的处理时间会影响其他任务的执行。
2. 任务优先级相同 ：顺序任务调度中所有任务优先级相同。如装配线堵塞时，处理堵塞并关闭生产线的代码应优先于其他任务，但顺序调度无法很好地处理这种情况。
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