当前位置:首页 > 嵌入式 > 嵌入式软件
[导读] μC/OS-III的内核对象解析

摘要:μC/OS-III是Micrium公司于2011年8月1日发布的第三代占先式硬实时系统,虽然其某些功能弱于Linux、Android等市场占有率极高的系统,但其优点也是显而易见的,如强实时性、微内核、对微处理器的要求低等。本文对μC/OS-III的内核对象进行详细的分析。
关键词:μC/OS-III;μC/OS-III内核对象;信号量;消息队列;事件标志组

引言
    近年来,随着数字化技术的飞速发展,嵌入式产品应用在我们生活中的各个方面。嵌入式操作系统作为嵌入式产品的核心,起着越来越重要作用。μC/OS系列主要面向于对实时性、容错能力等要求较高的工业操作系统。
    μC/OS-III的内核对象相对于μC/OS-II有着较大的改变。其内核对象的结构更加完善。各内核对象都内置时间戳变量,使任务进行与实时性相关的调试更加便捷。任务内建消息队列后,中断程序可以直接发送消息给任务而不通过消息队列,这在一些采集信号频繁的应用中能大大提高其实时处理能力,从而提高整个系统的效率。

1 μC/OS-III内核对象的解析
1.1 信号量
    信号量常用于任务间的同步和互斥。创建信号量的前提条件是分配一个OS_SEM类型的结构体,信号量的信息均存储于该结构体中。此外,还需在程序中调用OS-ScmCreate()函数后μC/OS-III才能识别该信号量。
    
    其参数分别为OS_SEM结构体地址、信号量名、初始信号量计数值、错误代号。
    任务可调用OSSemPcnd()等待该信号量而被挂起。
    
    其参数分别为OS_SEM结构体地址、等待期满值、信号量失效模式、时间戳、错误代号。
    等待期满值:该值在其变量类型范围内任意设定,如果非0,则该任务对信号量的等待期为所设置的值。如果为0,则任务无限等待,除非其他任务调用OSSemPendAbort()取消了该函数继续等待信号量的到来。
    信号量失效模式:若该任务所等待的信号量无定义或已被删除,选择OS_OPT_PEND_BLOCKING,任务被挂起;选择OS_OPT_PEND_NON_BLOC KING,函数返回错误代号且任务继续执行。
    有关信号量的函数:
    信号量提交OSSemPend()
    信号量删除 OSSemDel()
    取消另一个任务等待信号量 OSSemPendAbort()
    设置信号量计数值 OSSemSet()
    信号量中还包括互斥信号量MUTEX,其结构与普通的信号量一样,但为了区分,μC/OS-III为其重新定义了结构体类型OS_MUTEX,互斥信号量用于临界资源的访问。
1.2 消息队列
    消息中承载的可以是数据区地址,也可以是函数的地址。任务得到其地址后便可访问目标数据或目标函数。消息存在于消息队列中,使用消息的前提是创建消息队列,每个消息队列需创建一个OS_Q类型的结构体用于存储该消息队列的相关数据。结构体OS_MSG_Q是消息队列构成的主要部分,其中存储着消息队列中首个消息和最后一个消息的地址,而消息中会保存后一个消息的地址,形成队列。这样,μC/OS-III就能高效地访问到消息队列中的每个消息。在程序中调用OSQCreate()函数后μC/OS-III才能识别用户创建的消息队列。消息队列及其消息如图1所示。


    消息队列创建函数为:
    
    其参数分别为:消息所被存放的消息队列地址、消息队列的名字、消息队列中所能存放的消息个数、错误代号。
    消息提交函数为:
    
    其参数分别为:消息所被存放的消息队列地址、消息所承载的数据的地址、消息所承载数据的字节数、消息的提交方式、错误代号。
    消息提交的方式共有4种:
    OS_OPT_POST_ALL消息提交给所有在队列中等待的任务。
    OS_OPT_POST_FIFO消息提交到消息队列的队尾。
    OS_OPT_POST_LIFO消息提交到消息队列的队首。
    OS_OPT_POST_NO_SCHED 消息被提交到消息队列,但不马上调用调度器。
    消息挂起函数为:
    
    其参数分别为:消息所被存放的消息队列地址、任务等待期满时间、消息队列失效模式、消息所承载数据的大小、时间戳、错误代号。
    任务等待期满时间是以时基为单位的。时间戳变量中保存了任务接收到消息时的时间戳、任务被取消等待该消息时的时间戳、消息队列被删除时的时间戳。用户也可以传入参数((CPU_TS*)0)不接收这个时间戳。错误代号中蕴含着函数的执行结果。
    需注意的是该函数有返回值,返回的是接收到消息中所指向数据区的地址。
    消息队列的其他API:
    删除消息队列 OSQDel()
    清空消息队列 OSQFlush()
    取消任务等待该消息 OSQPendAbort()
    以上函数均用于操作外建消息队列,μC/OS-III最让人振奋的就是任务可以内建消息队列,这不仅提高了μC/OS-III的效率,还简化了程序代码。
    任务内建消息队列的API如下:
    任务等待消息 OSTaskQPend()
    发送消息给消息队列 OSTaskQPost()
    清窄消息队列 OSTaskQFlush()
    取消任务等待该消息 OSQPendAbort()
    外部消息队列及任务内建消息队列如图2所示。


1.3 事件标志组
    事件标志组创建函数为:
    
    其参数分别为:事件标志组的地址、事件标志组的名字、初始化事件标志组、错误代号。
    事件标志组挂起函数为:
    
    其参数分别为:事件标志组的地址、任务所等待的标志位、任务等待期满时间、事件标志组的方式、时间戳、错误代号。
    事件标志组的方式选择需分为两部分:一部分为事件标志组失效时的处理方式,可选择OS_OPT_PENDBLOCKING和OS_OPT_PEND_NON_BLOCKI NG;另一部分是任务等待事件标志位的方式。
    所等待的标志位全部被清零:OS_OPT_PEND_FLAG_CLR_AND
    所等待的标志位或操作为0:OS_OPT_PEND_FLAG_CLR_OR
    所等待的标志位全部被置位:OS_OPT_PEND_FLAG_SET_AND
    所等待的标志位或操作为1:OS_OPT_PEND FLAG_SET_OR
    事件标志提交函数为:
    
    其参数分别为:事件标志组的地址、此函数中被操作的位、置位或清零、错误代号。
    事件标志组的其他API:
    删除事件标志组 OSFlagDel()
    取消任务等待事件标志组 OSFlagPendAbort()
    获取事件标志组中任务所关心的位 OSFlagPendGetFlagsRdy()
    事件标志组实现任务间的通信如图3所示。



2 小结
    μC/OS-III任务间的通信常通过信号量、消息队列、事件标志组实现。信号量的通信类似于任务间打招呼,如判断某条件是否成立。消息队列可分为任务内建消息队列和外部消息队列,任务内建消息队列一般用于接收少量消息(如中断程序发送过来的消息),外部消息队列主要面向于多个任务共同等待的消息。事件标志组则用于多个任务间的同步。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

9月2日消息,不造车的华为或将催生出更大的独角兽公司,随着阿维塔和赛力斯的入局,华为引望愈发显得引人瞩目。

关键字: 阿维塔 塞力斯 华为

加利福尼亚州圣克拉拉县2024年8月30日 /美通社/ -- 数字化转型技术解决方案公司Trianz今天宣布,该公司与Amazon Web Services (AWS)签订了...

关键字: AWS AN BSP 数字化

伦敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英国汽车技术公司SODA.Auto推出其旗舰产品SODA V,这是全球首款涵盖汽车工程师从创意到认证的所有需求的工具,可用于创建软件定义汽车。 SODA V工具的开发耗时1.5...

关键字: 汽车 人工智能 智能驱动 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越来越多用户希望企业业务能7×24不间断运行,同时企业却面临越来越多业务中断的风险,如企业系统复杂性的增加,频繁的功能更新和发布等。如何确保业务连续性,提升韧性,成...

关键字: 亚马逊 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,据媒体报道,腾讯和网易近期正在缩减他们对日本游戏市场的投资。

关键字: 腾讯 编码器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中国国际大数据产业博览会开幕式在贵阳举行,华为董事、质量流程IT总裁陶景文发表了演讲。

关键字: 华为 12nm EDA 半导体

8月28日消息,在2024中国国际大数据产业博览会上,华为常务董事、华为云CEO张平安发表演讲称,数字世界的话语权最终是由生态的繁荣决定的。

关键字: 华为 12nm 手机 卫星通信

要点: 有效应对环境变化,经营业绩稳中有升 落实提质增效举措,毛利润率延续升势 战略布局成效显著,战新业务引领增长 以科技创新为引领,提升企业核心竞争力 坚持高质量发展策略,塑强核心竞争优势...

关键字: 通信 BSP 电信运营商 数字经济

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央广播电视总台与中国电影电视技术学会联合牵头组建的NVI技术创新联盟在BIRTV2024超高清全产业链发展研讨会上宣布正式成立。 活动现场 NVI技术创新联...

关键字: VI 传输协议 音频 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日举办的2024年长三角生态绿色一体化发展示范区联合招商会上,软通动力信息技术(集团)股份有限公司(以下简称"软通动力")与长三角投资(上海)有限...

关键字: BSP 信息技术
关闭
关闭