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    為什么我們需要RTOS?

    • 發布:嵌入式培訓
    • 來源:嵌入式教程
    • 時間:2020-03-31 17:02

    為什么我們需要uCos?就像最開始學C編程時,老師告訴我們,指針很重要,那時你肯定有一個大的疑問,指針到底有什么好?心里一直犯嘀咕著:不用指針不一樣把程序編出來了? 現在想想看c語言沒了指針,是不是寸步難行呢。回到正題,我們到底為什么需要uCos? 一般的簡單的嵌入式設備的編程思路是下面這樣的:

    main

    {

    {處理事務1};

    {處理事務2};

    {處理事務3};

    .......

    {處理事務N};

    }

    isr_server

    {

    {處理中斷};

    }

    這是最一般的思路,對于簡單的系統當然是夠用了,但這樣的系統實時性是很差的,比如“事務1”如果是一個用戶輸入的檢測,當用戶輸入時,如果程序正在處理事務1下面的那些事務,那么這次用戶輸入將失效,用戶的體驗是“這個按鍵不靈敏,這個機器很慢”,而我們如果把事務放到中斷里去處理,雖然改善了實時性但會導致另外一個問題,有可能會引發中斷丟失,這個后果有時候比“慢一點”更加嚴重和惡劣!又比如事務2是一個只需要1s鐘處理一次的任務,那么顯然事務2會白白浪費CPU的時間。 這時,我們可能需要改進我們的編程思路,一般我們會嘗試采用“時間片”的方式。這時候編程會變成下面的方式:

    main

    {

    {事務1的時間片到了則處理事務1};

    {事務2的時間片到了則處理事務2};

    .......

    {事務N的時間片到了則處理事務N};

    }

    time_isr_server

    {

    {判斷每個事務的時間片是否到來,并進行標記};

    }

    isr_server

    {

    {處理中斷};

    }

    我們可以看到,這種改進后的思路,使得事務的執行時間得到控制,事務只在自己的時間片到來后,才會去執行,但我們發現,這種方式仍然不能徹底解決“實時性”的問題,因為某個事務的時間片到來后,也不能立即就執行,她必須等到當前事務的時間片用完,并且后面的事務時間片沒到來,她才有機會獲得“執行時間”。

    這時候我們需要繼續改進思路,為了使得某個事務的時間片到來后能立即執行,我們需要在時鐘中斷里判斷完時間片后,改變程序的返回位置,讓程序不返回到剛剛被打斷的位置,而從最新獲得了時間片的事務處開始執行,這樣就徹底解決了事務的實時問題。 我們在這個思路上,進行改進,我們需要在每次進入時鐘中斷前,保存CPU的當前狀態和當前事務用到的一些數據,然后我們進入時鐘中斷進行時間片處理,若發現有新的更緊急的事務的時間片到來了,則我們改變中斷的返回的地址,并在CPU中恢復這個更緊急的事務的現場,然后返回中斷開始執行這個更緊急的事務。

    上面的這段話有些不好讀,事實上,這是因為要實現這個過程是有些復雜和麻煩的,這時候我們就需要找一個操作系統(OS)幫我們做這些事了,如果你能自己用代碼實現這個過程,事實上你就在自己寫操作系統了,其實從這里也可也看出,操作系統的原理其實并不那么神秘,只是一些細節你很難做好。uCos就是這樣一個操作系統,她能幫你完成這些事情,而且是很優雅的幫你完成! 到這里,我們終于知道了為什么我們需要uCos了。

    事實上,uCos的用處遠不止幫你完成這個“事務時間片的處理”,她還能幫你處理各種超時,進行內存管理,完成任務間的通信等,有了她,程序的層次也更加清晰,給系統添加功能也更方便,這一切在大型項目中越發的明顯! 知道了uCos能給我們提供這么多的便利,那么我們就開始使用uCos吧!

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