嵌入式實時系統(tǒng)在通信系統(tǒng)中的應用

1.1.3 實時應用程序

實時應用程序是基于嵌入式實時操作系統(tǒng)、利用操作系統(tǒng)提供的實時機制完成特定的嵌入式實時系統(tǒng)具體功能的應用程序。

在以上三個部分中，嵌入式實時操作系統(tǒng)是嵌入式實時系統(tǒng)的核心，是應用程序開發(fā)和運行的平臺，是嵌入式實時系統(tǒng)區(qū)別于其他通用計算機系統(tǒng)的集中體現(xiàn)，也是推動嵌入式實時系統(tǒng)廣泛應用的關鍵因素。

1.2 嵌入式實時操作系統(tǒng)的特點

除了具有操作系統(tǒng)的共性以外，為適應“嵌入式實時”應用，嵌入式實時操作系統(tǒng)還具有實時性、微內核結合擴展模塊實現(xiàn)通用性與可配置性、操作系統(tǒng)不對外設作假設等突出特點。

1.2.1 實時性

實時表示“及時”，是一個相對概念；實時性表明操作系統(tǒng)在可預見的時間內響應和處理外部事件的能力，是嵌入式實時操作系統(tǒng)性能的關鍵指標之一。為保證良好的實時性，嵌入式實時操作系統(tǒng)一般采用多任務機制，以并發(fā)方式執(zhí)行應用程序。

1.2.2 微內核結合擴展模塊實現(xiàn)通用性與可配置性

為了在結構和功能上適應不同的“嵌入式”應用，嵌入式實時操作系統(tǒng)通常采用微內核與可配置的功能模塊相結合的體系結構，使操作同時具備了通用性和可配置性。嵌入式實時操作系統(tǒng)的結構如圖2所示。


1.2.3 操作系統(tǒng)不對外設作假設

操作系統(tǒng)的實現(xiàn)只與CPU有關，而不假設CPU以外的其他物理硬件。與硬件相關的功能依靠另外一個叫做板級支持包（Board Support Package）的軟件層次來完成，從而實現(xiàn)了操作系統(tǒng)的“硬件無關性”，提高了系統(tǒng)的通用性和可移值性。

其中2和3作為嵌入式實時操作系統(tǒng)的關鍵技術，有力地推動了嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用。

1.3 嵌入式實時系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)的對比

嵌入式實時系統(tǒng)與通用計算機對比見表1。通過對比可以看出：嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心、以計算機技術為基礎，軟件硬件可裁剪，適應于應用系統(tǒng)，對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。

表1 嵌入式實時系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)的對比

2 嵌入式實時系統(tǒng)的實現(xiàn)

設計實現(xiàn)一個嵌入式實時系統(tǒng)不僅需要完成應用程序的設計，還包括硬件環(huán)境的實現(xiàn)及操作系統(tǒng)的選擇等許多關鍵問題。

2.1 選擇適合的嵌入式實時操作系統(tǒng)

嵌入式實時操作系統(tǒng)是實現(xiàn)嵌入式實時系統(tǒng)的核心。操作系統(tǒng)的性能在很大程度上直接影響著整個系統(tǒng)的實時性能。因此，選擇合適的嵌入式實時操作系統(tǒng)對于實現(xiàn)一個高性能的嵌入式時系統(tǒng)是至關重要的。

2.2 仔細劃分應用程序內部的若干任務

作為另一個重要的軟件層次，應用程序內部任務的劃分也影響嵌入式時系統(tǒng)的整體性能。為兼顧嵌入式實時系統(tǒng)的并發(fā)性整體吞吐量，任務的劃分應當遵循以下原理：

·功能獨立的操作應當一個單一的任務；

·功能聯(lián)系密切（耦合關系密切）的操作應當劃歸同一個任務；

·具有慢速I/O操作的功能應當劃分為單獨任務；

·不同優(yōu)級的操作劃分為不同的任務；

·擁有大量運算的操作應當劃分為一個單獨的任務。

2.3 嵌入式實時系統(tǒng)的調試

與通用計算機系統(tǒng)的設計不同，嵌入式實時系統(tǒng)的設計總會涉及硬件因素，因此，硬件平臺的調試是一個必要環(huán)節(jié)。在軟件方面，由于嵌入式實時系統(tǒng)通常是一個多任務系統(tǒng)，具有很強的動態(tài)性，因此，系統(tǒng)的功能行為需要通過調試加以確定。