文档介绍：ReWorks嵌入式实时操作系统和ReDe嵌入式软件开发环境
1 引言
嵌入式系统与软件是发展先进制造业和现代服务业,满足高端数字化应用对网络自适应、服务个性化、功能综合化以及功能复杂化等需求的重要技术保障。
随着嵌入式微处理器、通信总线、存储器和嵌入式计算机系统结构的技术发展,嵌入式硬件的价格不断降低,计算能力、通信能力和存储能力不断提高,这为嵌入式软件的发展提供了更大的空间。另一方面,嵌入式应用层面的信息化、智能化、网络化需求,促使传统的嵌入式软件向基于嵌入式实时操作系统的、更具功能扩展能力和价值创造能力的嵌入式软件发展。在轨道交通、船舶电子、信息家电等领域,嵌入式技术的应用已经成为提高产品竞争力的重要手段。
ReWorks是华东计算技术研究所自主研制的嵌入式实时操作系统,ReDe是为ReWorks提供的嵌入式软件开发环境,该产品已广泛应用于轨道交通、船舶电子、信息家电、工业控制和国防领域。本文从技术角度对ReWorks/ReDe的结构、功能和特点作简要介绍。
2 ReWorks嵌入式实时操作系统
嵌入式实时操作系统位于嵌入式硬件和嵌入式应用软件之间,为上层应用提供基础服务,是信息家电、信息终端等嵌入式应用产品的核心和灵魂,应用系统的功能实现、实时性能、安全可靠在很大程度上依赖于操作系统的支持。
ReWorks/ReDe采取宿主/目标机的体系结构,如图1所示:
源代码
工程管理工具
DSP应用
目标运行环境
DSP
图形开发工具
第三方软件工具集成
固化工具
目标监控
代码下载
远程调试
系统仿真
编辑器
交叉编译
目标代理
串口
网络
运行代码
BDM
核心配置
目标运行环境
ReWorks
x86/ARM/PPC
JTAG
宿主开发环境 ReDe 3
Windows/Linux
共享内存网络
CPCI
ReWorks库
C/C++库
目标代码
图1 ReWorks/ReDe的宿主/目标机体系结构
(1)系统结构
ReWorks采用微内核及组件技术,能根据应用需要对操作系统内核进行配置、裁剪、扩展与定制,具备较强的伸缩能力。其中,微内核提供强实时调度、基本内存管理、时钟管理、中断管理等功能,核心组件提供定时器、区域、分区、信号、事件、信号量、消息等可裁剪功能。这种微内核、层次化组件结构决定了其固有的模块化特性,为提高系统的升级维护能力、目标处理环境适应能力以及系统的扩展能力等提供了基础保障。
(2)ReWorks的强实时性
ReWorks提供实时多任务管理机制,支持基于优先级的可抢占调度、时间片轮转调度
以及速率单调算法等任务调度策略和技术。
对于可抢占调度,高优先级的任务可随时打断低优先级任务的运行,抢占点不仅包括应用程序,也包括大部分内核程序,见图2。同时针对关键任务,允许任务的排他性运行,一旦其进入运行状态,其它优先级更高的任务也不能抢占调度,直至该任务被阻塞或运行完成。这种调度模式可以最大限度地保证关键任务的截止时间得到满足。
高优先级任务
内核服务
内核服务
低优先级任务
低优先级任务
时间
图2 内核可抢占的优先级调度
对实时系统中周期性任务,ReWorks实现了单调速率调度算法,它具备周期性任务的可调度性分析能力,保证