μC/OS

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μC/OS-II是什么？

可移植、可固化、可裁剪、占先式多任务实时内核适用多种微处理器、数字处理芯片系统源代码开放、整洁（适合系统开发）通过各种宏的来打开或者关闭那些不需要用到系统服务专门为嵌入式应用设计（主C语言、CPU硬件部分为汇编）执行效率高、占用空间小（MIN 2KB）、实时性能优良、可扩展性强包含：任务调度、任务管理、时间管理、内存管理、任务间的通信与同步等提供最基本的系统服务：信号量、邮箱、消息队列、内存管理、中断管理等在μC/OS-II内核之上，还有如下独立模块可供用户选择：μC/FS文件系统模块、μC/GUI图形软件模块、μC/TCP-IP协议栈模块、μC/USB协议栈模块

需Micrium获得商用许可

组成

核心部分（OSCore.c）操作系统的处理核心！包括操作系统初始化、运行、中断进出的前导、时钟节拍、任务的调度、事件处理等多部分

任务处理部分（OSTask.c）与任务的操作密切相关！包括任务的建立、删除、挂起、恢复等，原因是μC/OS-II是以任务为基本单位调度的，因此此部分非常重要。

时钟部分（OSTime.c） μC/OS-II中的最小时钟单位是timetick(时钟节拍) 任务延时等操作在这儿完成。

任务同步和通信部分为事件处理部分，包括信号量、邮箱、邮箱队列、事件标志等部分；主要用于任务间的互相联系和对临界资源的访问。

与CPU的接口部分 μC/OS-II针对所使用的CPU移植部分，由于μC/OS-II是一个通用性操作系统，所以对于关键问题上的实现，还需要根据具体的CPU具体内容和要求作相应的移植。牵涉SP等系统指针，所以用汇编编写，主要为中断级任务切换的底层实现、任务级任务切换的底层实现、时钟节拍的产生和处理、中断的相关处理部分等内容。

任务管理

μC/OS-II 中最多可以支持256个任务（0最高优先级）μC/OS仅支持64个任务

μC/OS-II 提供了任务管理和各种函数调用，包括空闲任务(优先级最低)，该任务仅给一个整型变量做累加运算；另一个是系统任务(优先级次低)，负责统计当前CPU的利用率。

时间管理

μC/OS-II 的时间管理通过定时中断来实现的，该定时中断一般为10ms或者100ms发生一次，时间频率取决于用户对硬件系统的定时器编程来实现。中断发生的时间间隔固定不变的，该中断也成为一个时钟节拍。

μC/OS-II 要求用户在定时中断的服务程序中，调用系统提供的与时钟节拍相关的系统函数，例如：中断级的任务切换函数，系统时间函数。

内存管理

在ANSI C中是使用malloc和free两个函数来动态分配和释放内存。但在嵌入式实时系统中，多次这样的操作会导致内存碎片，且由于内存管理算法的原因，malloc和free的执行时间也是不确定。

μC/OS-II中把连续的大块内存按分区管理。每个分区中包含整数个大小相同的内存块，但不同分区之间的内存块大小可以不同。用户需要动态分配内存时，系统选择一个适当的分区，按块来分配内存。释放内存时将该块放回它以前所属的分区，这样能有效解决碎片问题，同时执行时间也是固定的。

通信同步

对一个多任务的操作系统来说，任务间的通信和同步是必不可少的。μC/OS-II中提供了4种同步对象，分别是信号量，邮箱，消息队列和事件。所有这些同步对象都有创建，等待，发送，查询的接口用于实现进程间的通信和同步。

任务调度

μC/OS-II 采用的是可剥夺型实时多任务内核。可剥夺型的实时内核在任何时候都运行就绪了的最高优先级的任务。μC/OS-II的任务调度是完全基于任务优先级的抢占式调度，也就是最高优先级的任务一旦处于就绪状态，则立即抢占正在运行的低优先级任务的处理器资源。为了简化系统设计，μC/OS-II规定所有任务的优先级不同，因为任务的优先级也同时唯一标志了该任务本身。高优先级的任务因为需要某种临界资源，主动请求挂起，让出处理器，此时将调度就绪状态的低优先级任务获得执行，这种调度也称为任务级的上下文切换。高优先级的任务因为时钟节拍到来，在时钟中断的处理程序中，内核发现高优先级任务获得了执行条件(如休眠的时钟到时)，则在中断态直接切换到高优先级任务执行。这种调度也称为中断级的上下文切换。这两种调度方式在 μC/OS-II 的执行过程中非常普遍，一般来说前者发生在系统服务中，后者发生在时钟中断的服务程序中。调度工作的内容可以分为两部分：最高优先级任务的寻找和任务切换。其最高优先级任务的寻找是通过建立就绪任务表来实现的。中的每一个任务都有独立的堆栈空间，并有一个称为任务控制块 TCB(Task Control Block) 的数据结构，其中第一个成员变量就是保存的任务堆栈指针。任务调度模块首先用变量 OSTCBHighRdy 记录当前最高级就绪任务的 TCB 地址，然后调用 OS_TASK_SW( ) 函数来进行任务切换。与处理器无关的代码 os_core.c os_flag.c os_mbox.c os_mem.c os_mutex.c os_q.c os_sem.c os_task.c os_time.c os_tmr.c ucos_ii.h 与处理相关的代码(移植时需要修改) os_cpu_c.c os_cpu_a.asm os_cpu.h 与应用程序相关的代码 os_cfg.h includes.h

UCOS-II的移植步骤 1、向工程中添加相应的文件 2、修改bsp.c和bsp.h 3、修改os_cpu_a.asm 4、修改os_cpu_c.c。 5、修改os_cfg_app.h（主要针对系统内部的一些系统任务配置，如优先级，任务堆栈，系统时钟节拍等） 6、修改SYSTEM文件夹（1）、修改sys.h （2）、修改delaly.c 7、测试程序测试移植是否正确。

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