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随着计算机技术和通信技术的迅速发展以及Internet的不断扩展,嵌入式系统得到了越来越广泛的应用。实时的数据处理、网络互连功能、智能化的软件以及良好的功能扩展能力几乎成了现代实时测控系统的共同需求。由于嵌入式系统的复杂性不断增加,嵌入式操作系统已经成为嵌入式系统中最重要的组成部分。在各种嵌入式操作系统中,μC/OS-Ⅱ凭借其在结构清晰、源代码开放性等方面的优势,成为了基于监控系统、手持设备等嵌入式系统领域应用中的技术热点。将嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ与模块化硬件设计相结合,共同构成一个可以重复利用的软硬件数字系统平台,除了可以最大限度地提高开发的效率、减少资源的浪费外,还可以通过长期对于该平台的研究,逐步优化平台软硬件资源,提高其性能,并满足日益复杂的应用需求。 嵌入式操作系统在嵌入式系统设计中处于核心地位。本文以ARM7TDMI为嵌入式实时系统微处理器,以μC/OS-Ⅱ为嵌入式实时操作系统内核,通过硬件的扩展和软件的功能扩充,实现了一个基本完整的嵌入式实时操作系统。 首先,作者对嵌入式操作系统的现状、发展和一些重要的概念作出表述,并介绍了μC/OS-Ⅱ的产生、发展。接着,详细分析了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的任务与相关数据结构、任务的状态与调度、系统的通信机制。本文指出了μC/OS-Ⅱ的缺点:尽管它可用于各类单片机,在诸多领域得到广泛的应用,但是它只能支持固定优先级的64个就绪任务,对于不断出现的新的更加复杂的实时系统,往往满足不了需求。本文的创新点在于:在对μC/OS-Ⅱ任务管理进行系统分析的基础上,提出了采用优先队列扩展其任务管理的方案,并给出了实现这种方案的具体方法。改进后的μC/OS-Ⅱ的就绪任务管理数目大大增加,任务调度更加灵活。 然后详细介绍了ARM核芯片的应用领域、ARM指令集的优点、ARM体系的变种和ARM7TDMI、ARM的寄存器组织和μC/OS-Ⅱ在ARM7上的移植过程。 其次,由于μC/OS-Ⅱ只是一个操作系统内核,只提供了资源管理的基本功能,要实现一个相对完整、实用的嵌入式实时多任务操作系统,需要对内核进行功能扩充。在对其成功移植的基础上,对实时操作系统μC/OS-Ⅱ进行了软件功能的扩充和硬件的扩展。在整个设计中完成了文件系统的建立、串口通信的实现、系统