理论教育 基于物联网的STM32单片机操作系统应用

基于物联网的STM32单片机操作系统应用

时间:2023-11-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:EOS负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度、控制、协调、并发等活动。嵌入式系统一旦开始运行,就不需要用户过多的干预,这就要负责系统管理的EOS具有较强的稳定性。

基于物联网的STM32单片机操作系统应用

1.概述

嵌入式操作系统EOS(Embedded Operating System)是一种用途广泛的系统软件,过去主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度、控制、协调、并发等活动。它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前,市场上已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用和EOS的微型化和专业化,EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对一般操作系统而言的,它除具备了一般操作系统最基本的功能,如任务调度、同步机制、中断处理等功能外,还有以下特点。

(1)可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。

(2)强实时性。EOS实时性一般较强,可用于各种设备控制当中。

(3)统一的接口。提供各种设备驱动接口。

(4)操作方便、简单,提供友好的图形GUI、图形界面,追求易学易用。

(5)强大的网络功能,提供TCP/UDP/IP/PPP协议支持及统一的MAC访问层接口,为各种移动计算设备预留接口。

(6)强稳定性,弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行,就不需要用户过多的干预,这就要负责系统管理的EOS具有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接口一般不提供操作命令,它通过系统调用命令向用户程序提供服务。

(7)固化代码。在嵌入式系统中,嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中,辅助存储器在嵌入式系统中很少使用。因此,嵌入式操作系统的文件管理功能应该能够很容易地拆卸,适用各种内存文件系统。

(8)更好的硬件适应性,也就是良好的移植性。

2.嵌入式实时操作系统(www.daowen.com)

实时操作系统(RTOS)是指当外界事件或数据产生时,能够接受并以足够快的速度予以处理,其处理的结果又能在规定的时间内来控制生产过程或对处理系统做出快速响应,并控制所有实时任务协调一致地运行的操作系统。因而,提供及时响应和高可靠性是其主要特点。实时操作系统有硬实时和软实时之分,硬实时要求在规定的时间内必须完成操作,这是在操作系统设计时保证的;软实时则只要按照任务的优先级,尽可能快地完成操作即可。我们通常使用的操作系统在经过一定改变之后就可以变成实时操作系统。

(1)实时操作系统具有高精度计时系统。计时精度是影响实时性的一个重要因素。在实时应用系统中,经常需要精确确定实时地操作某个设备或执行某个任务,或精确地计算一个时间函数。这些不仅依赖于一些硬件提供的时钟精度,也依赖于实时操作系统实现的高精度计时功能。

(2)实时操作系统具有多级中断机制。一个实时应用系统通常需要处理多种外部信息或事件,但处理的紧迫程度有轻重缓急之分。有的必须立即做出反应,有的则可以延后处理。因此,需要建立多级中断嵌套处理机制,以确保对紧迫程度较高的实时事件进行及时响应和处理。

(3)实时操作系统具有实时调度机制。实时操作系统不仅要及时响应实时事件中断,同时也要及时调度运行实时任务。但是,处理机调度并不能随心所欲地进行,因为涉及两个进程之间的切换,只能在确保“安全切换”的时间点上进行。实时调度机制包括两个方面,一是在调度策略和算法上保证优先调度实时任务;二是建立更多“安全切换”时间点,保证及时调度实时任务。

3.嵌入式操作系统μC/OS-II

凡从事嵌入式系统开发工作的人,必须对嵌入式操作系统有足够的了解。初学者从μC/OS-II开始是个明智的选择。

(1)μC/OS-II麻雀虽小,却五脏俱全。它是个微内核。

(2)可以学习实时系统的一些编程技巧。

(3)可以把学到的操作系统抽象概念具体化。

(4)具有很强的实用性。

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