支持操作系統(tǒng)的特性概述

1、支持操作系統(tǒng)的特性概述：

就拿M0核的單片機來說，就有一部分特性是針對嵌入式操作系統(tǒng)的（OS），包括：

l SysTick定時器，24位向下計數(shù)，且周期產生SysTick異常。

l 棧指針，即進程棧指針，兩個棧指針的結構可以使得應用棧和OS內核棧相互獨立。

l SVC異常和SVC指令，通過異常機制，應用程序可以使用SVC訪問OS服務。

l PendSV異常，其可以被OS、設備驅動或者應用程序使用來產生可延遲的服務請求。

2、為什么要使用嵌入式操作系統(tǒng)？

當提到操作系統(tǒng)的時候，大多數(shù)人首先會想到Windows和Linux之類的桌面操作系統(tǒng)。這些操作系統(tǒng)要想運行起來，需要強大的處理器、大量的存儲器以及其他硬件，而對于嵌入式設備，各種OS的差別很大。嵌入式操作系統(tǒng)可以運行在低功耗的微控制器上，它們需要很少的存儲器（相對于桌面系統(tǒng)），并且運行的時鐘頻率要低很多，比如Keil RTX只需要4KB的程序空間以及大約0.5KB的SRAM，一般情況下，這些操作系統(tǒng)設置不需要顯示或者鍵盤。當然也可以增加一些顯示接口和輸入設備，并且通過運行在OS上的應用任務來訪問這些輸入和輸出接口。

在嵌入式應用程序中，OS一般用來管理多任務。在這種情況下，OS將處理器時間劃分多個時間片，并且在每個時間片上執(zhí)行不同的任務。當一個時間片結束時，OS任務調度器開始執(zhí)行，這樣在下一個時間片開始的時候，處理器已經切換到其他任務執(zhí)行了。這種任務切換一般被稱作上下文切換。

每個時間片的長度依賴于硬件以及操作系統(tǒng)的設計，有些嵌入式操作系統(tǒng)每秒會進行幾百次的任務切換。

有些嵌入式OS也為每個任務定義了優(yōu)先級，這樣高優(yōu)先級的任務就能在低優(yōu)先級任務之前執(zhí)行。如果一個任務的優(yōu)先級比其他的都要高，在其到達空閑狀態(tài)前，OS可能會連續(xù)多個時間片都在執(zhí)行這個任務。應該注意的是，OS的優(yōu)先級的定義與異常優(yōu)先級是完全獨立的（例如中斷的優(yōu)先級）。任務的優(yōu)先級基于特定的OS，并且隨著OS的不同而有所區(qū)別。

除了支持多任務以外，嵌入式OS也提供了其他各種功能，包括資源管理、內存管理、電源管理，以及應用程序編程接口（API）用以訪問外設、硬件和信道。

使用嵌入式OS并不總是有好處的，因為它需要額外的程序空間來存放OS內核，而且會增加執(zhí)行周期的開銷。多數(shù)簡單應用并不需要嵌入式OS，不過，有些復雜的嵌入式應用需要并行執(zhí)行任務，這時使用OS會使軟件開發(fā)更加容易，并且降低出現(xiàn)錯誤的概率。

目前，可以應用在M0上的嵌入式OS有很多，例如，Keil 微控制器開發(fā)套件提供的免費且易于使用的RTX kernel，另外還有Micrium的uc/OS-II和uc/OS-III等都支持M0處理器。并且這個支持的操作系統(tǒng)在不斷的增加中。

由于很多微控制器是不具備存儲器管理單元（MMU），比如我們上面時候的M0核的處理器，所以它不能運行需要虛擬地址的嵌入式OS，比如Windows CE或Symbian OS。平常使用的Linux OS也需要MMU，它也不能再M0上工作。而uCLinux是Linux的特殊版，并且面向的是沒有MMU的嵌入式設備，所以要在微控制器上加入OS也要先看能不能支持，并且支持哪些，再結合自己的項目實際選取。

責任編輯：haq