嵌入式操作系統(tǒng)重要概念

1．上下文切換（ContextSwitching）

多任務(wù)系統(tǒng)中，上下文切換是指CPU的控制權(quán)由運(yùn)行任務(wù)轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)就緒任務(wù)時(shí)所發(fā)生的事件，當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)轉(zhuǎn)為就緒（或者掛起、刪除）狀態(tài)，

另一個(gè)被選定的就緒任務(wù)成為當(dāng)前任務(wù)。上下文切換包括保存當(dāng)前任務(wù)的運(yùn)行環(huán)境，恢復(fù)將要運(yùn)行任務(wù)的運(yùn)行環(huán)境。上下文的內(nèi)容依賴于具體的CPU。

2．確定性（Deterministic）

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，在一定的條件下，系統(tǒng)調(diào)用的運(yùn)行時(shí)間可以預(yù)測(cè)。這并不是指所有系統(tǒng)調(diào)用都總是執(zhí)行一個(gè)固定長(zhǎng)度的時(shí)間，而是指不論系統(tǒng)負(fù)載如

何，系統(tǒng)調(diào)用的最大執(zhí)行時(shí)間可以確定。

3．硬實(shí)時(shí)(HardReal-Time)系統(tǒng)

硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格要求，一旦系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間不能滿足，就會(huì)引起系統(tǒng)崩潰或致命的錯(cuò)誤。

4．中斷延遲(InterruptLatency)

中斷延遲是指從硬件中斷發(fā)生到開始執(zhí)行中斷處理程序第一條指令之間的這段時(shí)間。

5．互斥(MutualExclusion)

互斥是用來(lái)控制多任務(wù)對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行串行訪問的同步機(jī)制。在多任務(wù)應(yīng)用中，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)任務(wù)同時(shí)訪問共享數(shù)據(jù)時(shí)，可能會(huì)造成數(shù)據(jù)破壞?；コ馐?/p>

它們串行地訪問數(shù)據(jù)，從而達(dá)到保護(hù)數(shù)據(jù)的目的。

6．搶占(Preemptive)

搶占是指當(dāng)系統(tǒng)處于核心態(tài)運(yùn)行時(shí),允許任務(wù)的重新調(diào)度。換句話說就是指正在執(zhí)行的任務(wù)可以被打斷，讓另一個(gè)任務(wù)運(yùn)行。搶占提高了應(yīng)用對(duì)異步事

件的響應(yīng)性能力。操作系統(tǒng)內(nèi)核可搶占，并不是說任務(wù)調(diào)度在任何時(shí)候都可以發(fā)生。例如當(dāng)一個(gè)任務(wù)正在通過一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用訪問共享數(shù)據(jù)時(shí)，重新調(diào)度

和中斷都被禁止。

7．優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)(Priority-Driven)

優(yōu)先級(jí)驅(qū)動(dòng)是指多任務(wù)系統(tǒng)中，當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)總是具有最高優(yōu)先級(jí)的就緒任務(wù)。

8．優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)(PriorityInversion)

優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)是指一個(gè)任務(wù)等待比它優(yōu)先級(jí)低的任務(wù)釋放資源而被阻塞，如果這時(shí)有中等優(yōu)先級(jí)的就緒任務(wù)，阻塞會(huì)進(jìn)一步惡化。優(yōu)先級(jí)繼承技術(shù)可用來(lái)解決優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問題。

9．優(yōu)先級(jí)繼承(PriorityInheritance)

優(yōu)先級(jí)繼承可用來(lái)解決優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問題。當(dāng)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)，優(yōu)先級(jí)較低的任務(wù)被暫時(shí)地提高它的優(yōu)先級(jí)，使得該任務(wù)能盡快執(zhí)行，釋放出優(yōu)先級(jí)較高的

任務(wù)所需要的資源。

10．實(shí)時(shí)執(zhí)行體(Real-TimeExecutive)

實(shí)時(shí)執(zhí)行程序包括一套支持實(shí)時(shí)系統(tǒng)所必需的機(jī)制。如多任務(wù)支持，CPU調(diào)度，通信和存儲(chǔ)分配。在嵌入式應(yīng)用中，這一套機(jī)制被稱為實(shí)時(shí)執(zhí)行體或?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核。

OS就是一個(gè)實(shí)時(shí)執(zhí)行體。編程者以實(shí)時(shí)執(zhí)行體為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)造自己應(yīng)用。

11．重調(diào)度過程(ReschedulingProcedure)

重調(diào)度過程是判定任務(wù)優(yōu)先級(jí)和執(zhí)行狀態(tài)的過程。OS的系統(tǒng)

調(diào)用引起任務(wù)狀態(tài)變化時(shí)，就會(huì)執(zhí)行這個(gè)過程。如果當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)不是最高優(yōu)先級(jí)的就緒任務(wù)，重調(diào)度過程就會(huì)發(fā)生。

12．調(diào)度延遲(SchedulingLatency)

調(diào)度延遲是指當(dāng)一個(gè)事件引起更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)就緒到這個(gè)任務(wù)開始運(yùn)行之間的時(shí)間。即一個(gè)任務(wù)被觸發(fā)后，由就緒到運(yùn)行的時(shí)間。

13．可剪裁的體系結(jié)構(gòu)(ScalableArchitecture)

可剪裁的體系結(jié)構(gòu)是指一個(gè)軟件系統(tǒng)能夠支持多種應(yīng)用而無(wú)需在接口上做很大的變動(dòng)。因此,開發(fā)出成本低、品種多的產(chǎn)品。

調(diào)用引起任務(wù)狀態(tài)變化時(shí)，就會(huì)執(zhí)行這個(gè)過程。如果當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)不是最高優(yōu)

14．任務(wù)(Tasks)

任務(wù)是OS中獨(dú)立運(yùn)行的單元。

15．任務(wù)上下文(TaskContext)

任務(wù)上下文是指任務(wù)運(yùn)行的環(huán)境。例如，針對(duì)x86的CPU，任務(wù)上下文可包括程序計(jì)數(shù)器、堆棧指針、通用寄存器的內(nèi)容。