基于μC/OS-Ⅱ网络模块的扩展及任务调度算法的研究

摘要

以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统，是继网络技术之后IT领域又一个新技术的发展方向。嵌入式系统以其体积小、性能强、可靠性高以及面向行业具体应用等优点而受到人们的广泛关注。目前已被普遍应用于国防、消费电子、信息家电、网络通信等领域。可以说，嵌入式系统无处不在。 嵌入式应用领域近几年发展起来的一个概念和技术就是嵌入式Internet的实际应用，面向Internet网络和特定应用的嵌入式系统正日益引起人们的重视，成为重要的发展方向。 作为嵌入式系统的灵魂，嵌入式操作系统的出现大大提高了嵌入式系统开发的效率，缩短了其开发周期，且提高了嵌入式应用软件的可移植性。本课题的工作重点即是围绕源码公开、移植性好、易剪裁、可剥夺的嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ展开的。 本文首先简要介绍了目前嵌入式系统的发展趋势和国内外常用的几种嵌入式操作系统，其中重点介绍了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ；接着，就μC/OS-Ⅱ的内核结构、任务调度、任务间的同步与通信、任务管理等方面作了深入的分析，并介绍了μC/OS-Ⅱ中的常用API；文中还将μC/OS-Ⅱ内核移植到了S3C4480为核心的ARMSYS-P硬件平台上，并基于μC/OS-Ⅱ内核的应用进行了任务的创建、任务之间的同步与通信及中断处理等几个方面的应用测试。 基于嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ内核中未集成TCP/IP协议栈，加上网络技术的成熟，越来越多的嵌入式系统都要求具备网络功能，因此需要对嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的内核进行功能扩展。本文也就这一课题进行了重点分析与研究，文中介绍了μC/OS-Ⅱ协议栈LwIP的特点以及它的具体实现，将LWIP移植到μC/OS-Ⅱ中，使其具备网络功能，并在移植完成后进行了测试验证。 最后，本文详细分析μC/OS-Ⅱ内核的任务调度算法，就μC/OS-Ⅱ任务调度算法中存在的问题，提出了改进任务调度算法的方法。