嵌入式操作系统出现于20世纪80年代,它的出现使嵌入式计算机系统在国防、民用等各个领域的应用日益广泛。嵌入式操作系统大大降低了系统的开发强度,缩短了开发周期,便于系统维护和二次开发,同时也提高了嵌入式系统的稳定性和可靠性。本文的研究内容是设计应用于具体硬件环境的嵌入式操作系统。研究、分析了μC／OS-Ⅱ实时操作系统的内核结构并对其加以改进,设计实现了一种面向C8051F的嵌入式操作系统内核micro-K.micro-K适用于中小型测控系统,结构精巧,兼容性强,可移植,可扩展。在micro-K的设计过程中,详细剖析了μC／OS-Ⅱ实时内核的任务管理,优化了优先级位图调度算法,在保证内核已有的特性和优点不受影响的前提下,将μC／OS-Ⅱ支持的最大优先级数由原有的64个扩展到micro-K内核所需的128个。在分析原有任务调度算法和RTOS中经典调度策略的基础上,对内核的调度机制进行改进,优化了C／OS-Ⅱ任务优先级的分配策略,提出了micro-K内核的HP算法,这种算法支持多个任务具有相同的优先级,不同级的任务采用原有的静态任务调度方式,而同级的任务则采用动态调度机制来处理。这样既解决了优先级反转的问题,又有效地改善了任务的调度性能。micro-K仅仅是一个抢占式内核,只有一些基本的功能,如进程调度、任务管理以及内存管理等,不具备用户接口、文件管理和网络通信功能,因此需要对内核进行功能扩展。设计了micro-K内核的外设驱动程序管理层PDML,利用PDML对设备进行统一管理,并在C8051F120硬件平台上对micro-K内核进行测试。实验证明这种实时内核除了具有抢占式内核的优点之外,功能更完善,内核更灵活、高效。