[发明专利]嵌入式实时操作系统

权利要求书

1.一种嵌入式实时操作系统，其特征在于，包括应用层和内核；所述应用层与内核之间进行数据交互；

所述应用层包括存储系统、设备驱动单元、虚拟内存单元和网络协议栈；所述内核包括任务管理单元、时间管理单元、信号量管理单元、内存管理单元、CPU单元和ICP单元；

所述嵌入式实时操作系统在处理任务时，所述任务管理单元将要处理的任务进行优先级划分，并与正在处理任务的优先级进行比较，将优先级低的任务通过所述时间管理单元进行延时，然后所述信号量管理单元用于保证被延时的任务不被并发调用，并且内存管理单元为被执行的任务提供所需的内存，最后通过ICP单元进行相互通信，CPU单元进行任务数据的处理和指令的执行；

所述信号量管理单元具体包括同步信号量管理单元和互斥信号量管理单元；

所述同步信号量管理单元用于处理非独占资源，每个项目可用就释放一个信号量，直到释放满，同时任务可以得到释放的信号量取走这些可用的项目；

所述互斥信号量管理单元用于处理独占式资源，任何时候只能有一个任务占用它，下一个任务必须等待前一个任务释放资源后才可以继续使用；

所述任务管理单元具体包括，任务调度单元、任务创建单元、任务删除单元、任务挂起单元和任务唤醒单元；

所述任务调度单元用于对嵌入式实时操作系统中的普通任务、实时任务和空闲任务进行调度；

所述任务创建单元用于嵌入式实时操作系统在编译的时候预定义将要使用的任务数，使用任务创建单元相关的函数；

所述任务删除单元用于释放任务控制块，并将任务控制块返还给任务池；

所述任务挂起单元用于挂起当前任务或者就绪状态中的任务；

所述任务唤醒单元用于将挂起的任务恢复到就绪状态。

2.根据权利要求1所述的嵌入式实时操作系统，其特征在于，所述任务调度单元具体用于：

普通任务在系统中按时间片方式调度，即每个普通任务分配一固定的时间片，当它拥有的时间片用完时，就调度就绪队列中下一个普通任务；

实时任务的调度策略是，普通任务运行过程中，如果实时任务等待的资源可用，就中断普通任务的运行，调度实时任务运行；并将实时任务按优先级划分，如果当前运行的实时任务比就绪队列中任务的优先级高，那么就继续运行优先级高的任务，直到该任务进入等待状态或者删除，然后就调度就绪队列中优先级最高的任务；如果当前实时任务的优先级没有就绪队列中实时任务的优先级高，则中断当前任务的运行，调度优先级更高的实时任务运行；

空闲任务在没有普通任务运行和实时任务运行时被调度，它在系统启动前被创建，一直生存在系统运行期间，不能被删除。

3.根据权利要求2所述的嵌入式实时操作系统，其特征在于，所述时间管理单元具体包括任务延时单元和延时唤醒单元；

所述任务延时单元用于将任务添加到延时等待队列中，直到延时时间到期，或者延时唤醒该任务；

所述延时唤醒单元用于将延时睡眠的任务唤醒。

4.根据权利要求3所述的嵌入式实时操作系统，其特征在于，所述内存管理单元具体包括：

内存初始化将系统固定的大内存段分成一定数量小内存段，设置内存使用表，初始化内存结构各个值；

从空闲内存中取一块出来给任务使用；

任务使用完内存后，将释放的内存添加到空闲表中。

5.根据权利要求4所述的嵌入式实时操作系统，其特征在于，所述内核还包括邮箱管理单元，所述邮箱管理单元用于任务可使用邮箱给另一个任务发送特定的数据。

6.根据权利要求5所述的嵌入式实时操作系统，其特征在于，所述邮箱管理单元具体包括邮箱创建单元、邮箱删除单元、邮箱等待单元和邮箱释放单元；

所述邮箱创建单元用于嵌入式实时操作系统为邮箱维护一个结构池，邮箱创建单元取结构池中空闲结构，并对邮箱结构进行初始化；

所述邮箱删除单元用于邮箱在不使用时，将邮箱结构放入缓冲池中以给其他任务使用；

所述邮箱等待单元用于等待所需资源条件得到满足；

所述邮箱释放单元用于当任务消息资源准备好以后，通过邮箱传递、释放邮箱。

7.根据权利要求6所述的嵌入式实时操作系统，其特征在于，所述邮箱等待单元具体用于：将邮箱等待单元分延时等待、一直等待和不等待三种情况；延时等待是指只等待规定的时间，等待时间到期后，如果资源条件还没满足，则返回超时；一直等待是指只要所需资源条件不满足，则将任务一直挂起，直到条件满足任务才被唤醒；不等待是指资源不满足时，任务不被挂起，任务继续运行。