黃文漢

摘要：嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)行平臺(tái)，是嵌入式系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠工作的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的概念，實(shí)時(shí)性和可靠性的不同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析和研究，使讀者能夠?qū)η度胧綄?shí)時(shí)系統(tǒng)有一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)，從而在設(shè)計(jì)中能更好地使用嵌入式系統(tǒng)的特性。

關(guān)鍵詞：嵌入式；實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；實(shí)時(shí)性；可靠性

中圖分類號(hào)：TP316.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)20-4992-02

The Analysis of Real-time and Reliability for RTOS

HUANG Wen-han

(College of Mathematics and Computer Science, Shaanxi University Of Technology, Hanzhong 723000, China)

Abstract: The RTOS is a moving platform of imbedded system,and is the foundation of imbedded system can working in stability and reli? ability.This paper introducting the conception of RTOS,but analyzing the several standard of real-time and reliability.Reader could have a comprehensive understanding for RTOS,then could better make use of the function of the imbedded system.

Key words: RTOS; real-time; reliability

嵌入式系統(tǒng)在我們的生活中無(wú)處不在（如火星探測(cè)器、汽車上的電動(dòng)裝置、可視電話、PDA、嵌入式網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng)等）。實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的一種，能夠?qū)ν獠渴录o予及時(shí)響應(yīng)[1]。它要求在外部環(huán)境指定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)來(lái)自環(huán)境的機(jī)理信號(hào)做出響應(yīng)（包括物理時(shí)間的過(guò)渡）。從輸入時(shí)間到輸出時(shí)間的延遲必須足夠小，以滿足可以接受的時(shí)間值[2]。該文通過(guò)對(duì)嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與可靠性的性能及其特點(diǎn)等進(jìn)行分析與研究，給出提高嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性與可靠性的方案和應(yīng)用。

1嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性分析

實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)的一種，它能夠?qū)ν獠渴录o予及時(shí)響應(yīng)。對(duì)外部事件的響應(yīng)有三個(gè)步驟：即對(duì)外部事件的識(shí)別，必要的處理，以及結(jié)果的輸出。實(shí)時(shí)系統(tǒng)又分為硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)兩種。在軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的宗旨是使各個(gè)任務(wù)運(yùn)行得越快越好，對(duì)響應(yīng)時(shí)間的介定有一定的靈活性；在硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，各任務(wù)不僅要執(zhí)行無(wú)誤而且要做到準(zhǔn)時(shí)，一旦不能在確定的時(shí)間內(nèi)完成，有可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）以及時(shí)的方式進(jìn)行任務(wù)調(diào)度、系統(tǒng)資源的管理以及為應(yīng)用開(kāi)發(fā)提供一個(gè)穩(wěn)固的平臺(tái)[3]。RTOS可以是一個(gè)小而簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，也可以是一個(gè)大而全的系統(tǒng)，具體要視實(shí)際應(yīng)用而定。

1.1實(shí)時(shí)系統(tǒng)的特性

嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)比較適合用于系統(tǒng)優(yōu)化。由于這些系統(tǒng)主要用來(lái)解決范圍相對(duì)較窄的問(wèn)題，因此硬件和軟件能夠得到最佳優(yōu)化，并很好地應(yīng)用于單一設(shè)備。而系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素是處理器的選擇和軟件設(shè)計(jì)。要對(duì)處理器進(jìn)行合理選擇，主要是從設(shè)計(jì)的復(fù)雜性（設(shè)計(jì)復(fù)雜性是CPU選擇中非常關(guān)鍵的因素[4]。總的來(lái)說(shuō)，隨著應(yīng)用復(fù)雜性的提高，需要高位寬度的處理器。）、設(shè)計(jì)重用（設(shè)計(jì)的重用可以大大縮短系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期，極大程度上減少系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，降低成本。）和CPU性能（CPU的選擇很大程度上影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能。特別是CPU中的高速緩沖存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器管理單元、流水線操作系統(tǒng)等。）方面來(lái)完成；而軟件的設(shè)計(jì)主要是從軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的輪轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)（它是一種非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。沒(méi)有中斷，沒(méi)有共享數(shù)據(jù)，無(wú)須考慮延遲時(shí)間，因此這種結(jié)構(gòu)成為解決問(wèn)題的首選方案。）、帶有中斷的輪轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)（它與輪轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)相比這種結(jié)構(gòu)可對(duì)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行更多的控制。）和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（它的中斷程序和任務(wù)代碼之間的必要信號(hào)發(fā)送是由實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)處理的，而并不需要使用共享變量來(lái)達(dá)到目標(biāo)。）方面來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，還要考慮軟件設(shè)計(jì)的范型（它是解決一類特定問(wèn)題的通用方法。能夠用UML描述，常使用協(xié)同圖的形式，展示執(zhí)行給定功能的各種類之間的關(guān)系。）。

1.2提高實(shí)時(shí)性能的方案

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[5]徐軍,袁康.基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的穩(wěn)定控制裝置研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2010(4).

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