UCOS-III笔记（一）初识UCOSIII

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UCOS-III笔记（一）

裸机与RTOS介绍

裸机

​ 又称为前后台系统，前台系统指的中断服务函数，后台系统指的大循环，即应用程序。

特点：

1. 实时性差：(应用程序) 轮流执行
2. delay：空等待，CPU不执行其他代码（浪费资源）
3. 结构臃肿：实现功能都放在无限循环

RTOS(Real Time OS)

​ 实时操作系统，强调的是：实时性。

特点：

1. 分而治之：实现功能划分为多个任务
2. 延时函数：不会空等待，会让出CPU的使用权给其他任务，即任务调度
3. 抢占式：高优先级任务抢占低优先级任务
4. 任务堆栈：每个任务都有自己的栈空间，用于保存局部变量以及任务的上下文信息

注意：中断可以打断任意任务，任务可以同等优先级

UCOS-III

​ UCOSIII是一个可裁剪、可剥夺的多任务系统，没有任务数目的限制，是UCOS的第三代内核操作系统

特点：

1. 稳定、可靠：UCOSIII是经过了多种安全认证加持的，包括航空、工业控制、医疗、汽车等等多领域的安全认证
2. 资料丰富：UCOSIII官方提供了十分完善的资料，共有数十个文档资料
3. 支持系列广：支持多种不同架构的不同型号的处理器 ，如：ST、NXP、Xilinx、Infineon… …
4. 移植简单：C语言编写简单易用，可移植性非常好

任务调度

​ 使用相关的调度算法来决定当前需要执行的任务

UCOS-III 一共支持两种任务调度方式：

• 抢占式调度：主要是针对优先级不同的任务，每个任务都有一个优先级，优先级高的任务可以抢占优先级低的任务。
• 时间片调度：主要针对优先级相同的任务，当多个任务的优先级相同时， 任务调度器会根据用户所设置的时间片轮流的运行这些任务。（注意：一个时间片大小，取决为滴答定时器中断频率，每个任务都可以定义自身的时间片大小，注意任务中途被打断或阻塞，没有用完的时间片不会再使用，下次该任务得到执行还是按照设置的时间片的时钟节拍运行）

任务状态

任务5种状态：

1. 运行态：正在执行的任务，该任务就处于运行态，注意在STM32中，同一时间仅一个任务处于运行态
2. 就绪态：正在执行的任务，该任务就处于运行态，注意在STM32中，同一时间仅一个任务处于运行态
3. 挂起态：如果一个任务因延时或等待外部事件发生或被挂起，那么这个任务就处于挂起态
4. 休眠态：任务已经在CPU的内存中了（任务被删除了），但是还没有交给UCOSIII内核管理
5. 中断态：当处于运行态的任务被中断打断，CPU跳转去执行中断服务函数时，原本属于运行态的任务会切换到中断态，直到中断结束，在切换回运行态继续运行

在这里插入图片描述

总结：

1. 被创建的任务，初始状态均为就绪态
2. 被删除的任务，会转为休眠态
3. 仅就绪态和中断态可转变成运行态
4. 其他状态的任务想运行，必须先转变成就绪态

三大类列表用来跟踪任务状：

1. 就绪列表：准备运行的任务将放在就绪列表：OSRdyList[x]，其中x代表任务优先级数值
2. Tick列表：正在等待延时超时或挂起的对象超时的任务，将放在OSTickList
3. 挂起列表：当任务等待信号量、事件时，任务将放置在挂起列表PendList

注意：空闲任务优先级最低，一直处于就绪态，不可阻塞