文档介绍：嵌入式系统7
嵌入式操作系统技术现状（续）
可靠性和高可用
采用的主要技术：
利用存储管理单元（MMU）、用户态和核心态机制，实现操作系统与应用程序的隔离，以及应用程序和应用程序之间的隔离，以防止应用程序破坏操作系统的代码、数据。更广，支持的设备更多
向上扩展是扩充操作系统内核，从功能上扩充系统的实时处理
实时多任务OS－RTOS
单片机
无os
主程序
RTOS
资源包装
API
可移植（只要1－4%)
实时系统
在实时计算中，系统的正确性不仅仅依赖于计算的逻辑结果而且依赖于结果产生的时间
响应时间限定
可预知
实时操作系统与I/O
实时操作系统还需要有效的中断处理能力来处理异步事件和高效的I/O能力来处理有严格时间限制的数据收发应用。即:
系统应该有在事先定义的时间范围内识别和处理离散的事件的能力。
系统能够处理和存储控制系统所需要的大量的数据。
周期性的系统
非周期性系统
硬实时系统
灾难后果
软实时系统
性能下降
RTOS与分时系统
事件响应时间限定
事件随机到达
系统可确定性
RTOS基本struct
实时多任务core
任务管理:多任务和基于优先级的任务调度
定时器:系统的实时时钟服务，以及各个定时任务的调入等
Mem:管理系统的内存资源，如DRAM,ROM,FLASHRAM等
资源管理:管理系统的各种资源如系统的各种设备，端口，中断等；
事件和消息管理：管理各种系统级的事件，如实时中断响应，各种异常等；任务间同步和通信（信号量和邮箱等）以及各种系统消息和应用程序之间的通讯
RTOS的系统调用
90%以上的设备独立
RTOS的任务－－分时系统Process
实时带来的问题1-时间
在实时系统中最基本的是系统应该能够提供对时间正确性进行指定的方法
系统提供一种指定时间尺度的方法
通用系统的延时不能满足
问题2－实时系统的结构
实时系统的体系结构必须满足：
高运算速度
高速的中断处理
高的I/O吞吐率
合理的处理器和I/O设备的拓扑连接
高速可靠的和有时间约束的通信
体系结构支持的出错处理
体系结构支持的调度
体系结构支持的操作系统
体系结构支持的实时语言特性
问题3－容错与分布
稳定性
容错
分布式应用
问题4－实时通讯
逻辑正确
要有确定的延迟时间
问题5－其他问题
时间特性的指定和确正，这点与实际系统设计相同。
实时的调度理论。由于实时系统应用的特殊性以往通用系统中以大吞吐量为目标的调度算法必须改进以适应实时应用的需要。主要要求是满足时间的正确性，然后提供高度动态的，满足在线需求的，适应性的实时调度。
实时操作系统的设计和实现。在设计上首要目标是提供保证实时性的方法，包括一系列的经典问题的针对实时系统的解决方案。实现上要求操作系统的低开销，而且必须保证内核以及其他关键的可重入性。
实时的编程语言和设计方法。在编程语言级完成或提供实时应用所需要的方法。如Ada语言，FORTH语言。
分布式的实时数据库
系统的容错
实时时钟的同步
实时系统中的人工智能
与通用计算机区别
通用：
方便用户管理计算机资源
追求系统资源最大利用率
RTOS
调度的实时性
响应时间可确定性
高可靠性
性能衡量标准
对传统的通用系统:
大的系统吞吐量
合理的响应速度
对每个系统用户相对公平的进行计算资源的分配
实时系统
实时的数据吞吐取代了以吞吐量为目标的标准。
对硬实时应用的优先响应取代了对每个用户的恰当的反应速度。
系统的计算资源和其他外设资源必须优先满足实时应用的要求
RTOS的衡量指标
系统响应时间(System response time )：系统发出处理要求到系统给出应答信号的时间;
上下文切换时间(Context-switching time):任务之间切换而使用的时间;
中断延迟(Interrupt latency time ) :是计算机接收到中断信号到操作系统作出响应，并完成换道转入中断服务程序的时间;
RTOS的任务调度机制
决定了多任务能力与实时性
通用模式：
调度策略：优先级调度、时间片轮转调度
调度方式：抢占式、不可抢占式、选择可抢占式
时间片：定长时间片与变长时间片
RTOS一般使用抢占式任务调度
时间限定的任务调度算法
速度单调算法
工作由定期任务组织
任务时间定长度
使用频率高的优先级高
时限驱动算法
工作定期与不定期
执行时长随着时间变化
下一个要安排执行的任务是时限最早的任务
存储管理单元（MMU）
实模式
保护模式
Mem管理
中断禁