嵌入式操作系統重要概念

1．上下文切換（ContextSwitching）

多任務(wù)系統中，上下文切換是指CPU的控制權由運行任務(wù)轉移到另外一個(gè)就緒任務(wù)時(shí)所發(fā)生的事件，當前運行任務(wù)轉為就緒（或者掛起、刪除）狀態(tài)，

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

2．確定性（Deterministic）

實(shí)時(shí)操作系統中，在一定的條件下，系統調用的運行時(shí)間可以預測。這并不是指所有系統調用都總是執行一個(gè)固定長(cháng)度的時(shí)間，而是指不論系統負載如

何，系統調用的最大執行時(shí)間可以確定。

3．硬實(shí)時(shí)(HardReal-Time)系統

硬實(shí)時(shí)系統對系統響應時(shí)間有嚴格要求，一旦系統響應時(shí)間不能滿(mǎn)足，就會(huì )引起系統崩潰或致命的錯誤。

4．中斷延遲(InterruptLatency)

中斷延遲是指從硬件中斷發(fā)生到開(kāi)始執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)對共享數據進(jìn)行串行訪(fǎng)問(wèn)的同步機制。在多任務(wù)應用中，當兩個(gè)或多個(gè)任務(wù)同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)共享數據時(shí)，可能會(huì )造成數據破壞?；コ馐?/p>

它們串行地訪(fǎng)問(wèn)數據，從而達到保護數據的目的。

6．搶占(Preemptive)

搶占是指當系統處于核心態(tài)運行時(shí),允許任務(wù)的重新調度。換句話(huà)說(shuō)就是指正在執行的任務(wù)可以被打斷，讓另一個(gè)任務(wù)運行。搶占提高了應用對異步事

件的響應性能力。操作系統內核可搶占，并不是說(shuō)任務(wù)調度在任何時(shí)候都可以發(fā)生。例如當一個(gè)任務(wù)正在通過(guò)一個(gè)系統調用訪(fǎng)問(wèn)共享數據時(shí)，重新調度

和中斷都被禁止。

7．優(yōu)先級驅動(dòng)(Priority-Driven)

優(yōu)先級驅動(dòng)是指多任務(wù)系統中，當前運行任務(wù)總是具有最高優(yōu)先級的就緒任務(wù)。

8．優(yōu)先級反轉(PriorityInversion)

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

9．優(yōu)先級繼承(PriorityInheritance)

優(yōu)先級繼承可用來(lái)解決優(yōu)先級反轉問(wèn)題。當優(yōu)先級反轉發(fā)生時(shí)，優(yōu)先級較低的任務(wù)被暫時(shí)地提高它的優(yōu)先級，使得該任務(wù)能盡快執行，釋放出優(yōu)先級較高的

任務(wù)所需要的資源。

10．實(shí)時(shí)執行體(Real-TimeExecutive)

實(shí)時(shí)執行程序包括一套支持實(shí)時(shí)系統所必需的機制。如多任務(wù)支持，CPU調度，通信和存儲分配。在嵌入式應用中，這一套機制被稱(chēng)為實(shí)時(shí)執行體或實(shí)時(shí)操作系統內核。

OS就是一個(gè)實(shí)時(shí)執行體。編程者以實(shí)時(shí)執行體為基礎來(lái)構造自己應用。

11．重調度過(guò)程(ReschedulingProcedure)

重調度過(guò)程是判定任務(wù)優(yōu)先級和執行狀態(tài)的過(guò)程。OS的系統

調用引起任務(wù)狀態(tài)變化時(shí)，就會(huì )執行這個(gè)過(guò)程。如果當前運行任務(wù)不是最高優(yōu)先級的就緒任務(wù)，重調度過(guò)程就會(huì )發(fā)生。

12．調度延遲(SchedulingLatency)

調度延遲是指當一個(gè)事件引起更高優(yōu)先級的任務(wù)就緒到這個(gè)任務(wù)開(kāi)始運行之間的時(shí)間。即一個(gè)任務(wù)被觸發(fā)后，由就緒到運行的時(shí)間。

13．可剪裁的體系結構(ScalableArchitecture)

可剪裁的體系結構是指一個(gè)軟件系統能夠支持多種應用而無(wú)需在接口上做很大的變動(dòng)。因此,開(kāi)發(fā)出成本低、品種多的產(chǎn)品。

調用引起任務(wù)狀態(tài)變化時(shí)，就會(huì )執行這個(gè)過(guò)程。如果當前運行任務(wù)不是最高優(yōu)

14．任務(wù)(Tasks)

任務(wù)是OS中獨立運行的單元。

15．任務(wù)上下文(TaskContext)

任務(wù)上下文是指任務(wù)運行的環(huán)境。例如，針對x86的CPU，任務(wù)上下文可包括程序計數器、堆棧指針、通用寄存器的內容。