嵌入式实时操作系统ucosII实验2

《嵌入式实时操作系统ucosII实验2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、嵌入式实时操作系统实验报告任务间通信机制的建立系别计算机与电子系专业班级电子0901班学生姓名高傲指导教师黄向宇提交日期2012年4月1日一、实验目的二掌握在基于嵌入式实时操作系统μC/OS-II的应用中，任务使用信号量的一般原理。掌握在基于优先级的可抢占嵌入式实时操作系统的应用中，出现优先级反转现象的原理及解决优先级反转的策略——优先级继承的原理。二、实验内容1.建立并熟悉BorlandC编译及调试环境。2.使用课本配套光盘中第五章的例程运行（例5-4,例5-5，例5-6），观察运行结果，掌握信号量的基本原

2、理及使用方法，理解出现优先级反转现象的根本原因并提出解决方案。3.试编写一个应用程序，采用计数器型信号量（初值为2），有3个用户任务需要此信号量，它们轮流使用此信号量，在同一时刻只有两个任务能使用信号量，当其中一个任务获得信号量时向屏幕打印“TASKNgetthesignal”。观察程序运行结果并记录。4.试编写一个应用程序实现例5-7的内容，即用优先级继承的方法解决优先级反转的问题，观察程序运行结果并记录。5.在例5-8基础上修改程序增加一个任务HerTask,它和YouTask一样从邮箱Str_Box里取

3、消息并打印出来，打印信息中增加任务标识，即由哪个任务打印的；MyTask发送消息改为当Times为5的倍数时才发送，HerTask接收消息采用无等待方式，如果邮箱为空，则输出“Themailboxisempty”,观察程序运行结果并记录。三、实验原理1.信号量µC/OS-II中的信号量由两部分组成：一个是信号量的计数值，它是一个16位的无符号整数（0到65,535之间）；另一个是由等待该信号量的任务组成的等待任务表。用户要在OS_CFG.H中将OS_SEM_EN开关量常数置成1，这样µC/OS-II才能支持信

4、号量。在使用一个信号量之前，首先要建立该信号量，也即调用OSSemCreate()函数（见下一节），对信号量的初始计数值赋值。该初始值为0到65,535之间的一个数。如果信号量是用来表示一个或者多个事件的发生，那么该信号量的初始值应设为0。如果信号量是用于对共享资源的访问，那么该信号量的初始值应设为1（例如，把它当作二值信号量使用）。最后，如果该信号量是用来表示允许任务访问n个相同的资源，那么该初始值显然应该是n，并把该信号量作为一个可计数的信号量使用。µC/OS-II提供了5个对信号量进行操作的函数。它们是

5、：OSSemCreate()，OSSemPend()，OSSemPost()，OSSemAccept()和OSSemQuery()函数。图F6.5说明了任务、中断服务子程序和信号量之间的关系。图中用钥匙或者旗帜的符号来表示信号量：如果信号量用于对共享资源的访问，那么信号量就用钥匙符号。符号旁边的数字N代表可用资源数。对于二值信号量，该值就是1；如果信号量用于表示某事件的发生，那么就用旗帜符号。这时的数字N代表事件已经发生的次数。从图F6.5中可以看出OSSemPost()函数可以由任务或者中断服务子程序调用，

6、而OSSemPend()和OSSemQuery()函数只能有任务程序调用。2.优先级反转在本实验中，要体现嵌入式实时内核的优先级抢占调度的策略，并显现由于共享资源的互斥访问而出现的优先级反转现象。优先级反转发生在有多个任务需要使用共享资源的情况下，可能会出现高优先级任务被低优先级任务阻塞，并等待低优先级任务执行的现象。高优先级任务需要等待低优先级任务释放资源，而低优先级任务又正在等待中等优先级任务，这种现象就被称为优先级反转。两个任务都试图访问共享资源是出现优先级反转最通常的情况。为了保证一致性，这种访问应该

7、是顺序进行的。如果高优先级任务首先访问共享资源，则会保持共享资源访问的合适的任务优先级顺序；但如果是低优先级任务首先获得共享资源的访问，然后高优先级任务请求对共享资源的访问，则高优先级任务被阻塞，直到低优先级任务完成对共享资源的访问。3.优先级继承优先级继承的主要思想是：当高优先级任务因申请某共享资源失败被阻塞时，把当前拥有该资源的、且优先级较低的任务的优先级提升，提升的高度等于这个高优先级任务的优先级。在μC/OS-II中，在创建管理共享资源的互斥信号量时，可以指定一个PIP（优先级继承优先级），之后可以把

8、拥有共享资源的任务优先级提升到这个高度。具体过程如下：1.当任务A申请共享资源S时，首先判断是否有别的任务正在占用资源S，若无，则任务A获得资源S并继续执行；2.如果任务A申请共享资源S时任务B正在使用该资源，则任务A被挂起，等待任务B释放该资源；同时判断任务B的优先级是否低于任务A的，若高于任务A，则维持任务B的优先级不变；3.如果任务B的优先级低于任务A的，则提升任务B的优先级到PIP，当任务B