第二卷第六期核电子学与探测技术年月用于微型计算机的小型实时操作系统唐云丽中国科学院原子能研究所本文介貂了采用所定义的,操作作为系抚的控制机理以及某些软件技巧,故系就响应速快、性能好,有效地解决了实时应用中各任务简的同步,通信以及相互固隔离简题。敲操作系就为实时数据获取与控制应用服务。使用微处理机作为仪表控制器的各用户,易于用模块程序方法,采用操作系统的各原藉,编写各自的应用程序,完成各自的功能。为了有效地进行控制和管理仪表的各个部分,实现测量与控制自动化,需要一个强。有力的高级管理机构一一实时操作系统虽然实时操作系统的发展已有多年的历史,但用于测量仪表系统中的位微处理机。的实时操作系统却很少见为此本文介绍一个专为微处理机所设计的小型实时操。、作系统!由于采用先进的软件技术和结构程序方法,故它的速度快效率,—高适用于各种实时数据获取和自动处理的仪表系统中集中式系统或分布式仪表系。统本文着重从逻辑与技巧来介绍操作系统的核心设计一、操作系统的作用为说明操作系统的作用,列举图所示的核裂变物质无损分析中所用的带微处理机。的谱仪系统图中智能多道分析器是整个系统的核心部件,它由,微型计算机和外。。围设备等构成在实时测量中,该系统需要同时进行多种工作例如,接收来自探测器的数据,进行实时显示,在盒式磁带机上记录数据,周期性地检验系统工作状态,处理控制信号一一一一探测器做处理饥系统⋯盒式磁带机回褥打,机经龟全竺全丝色,图丫谱仪系扰框图谱数据,打印输出处理结果,启动电子机械交换器进行样品的自动更换等,即该谱仪。是处在“实时多任务”的环境之中为了协调管理上述各任务,使之有条不紊地进行工。作,就需要有一个实时操作系统当系统为分布式测量系统时,它不仅处于“实时多任务”的环境之中,而且系统各。部分还要进行通信、智能多道分析器和智能终端各用一个微计算机作为系统的管理控制和数据。处理部件它们之间要进行经常的通信,使主机能随时访问终端中的外围设备,并协调各部件之间的动作,实现测量和分析自动化。因此,在主机与终端各需要一个实时操作。系统来管理各自的任务和进行相互之间的通信二、操作系统的概况从系统的体系结构来看,工是山系统的核心软件,内存管理与分配程序通。信管理系统和文件管理系统所构成,这些程序相互配合共同管理机器的各个部件在操作系统中,将一段可执行的程序定义为一个“任务”,系统允许多个任务并行执行,即可工作于多道程序方。。式从系统角度看,操作系统的核心是管理任务的执行一个任总于态、预和的一。图。务是处执行备态等待状态中种如所示’节备忿每个任务的寿命是由事件来控制的内部事件是指软件,外部事。件是指硬件任务状态的转换是由于任务本身需要等待一个事者于的发生。每个务一个,用件或由某个事件任被分配优先级户井烤二长。根据任务在系统中所处的地位重要与否来分配优先级的高低当一个任务没有条件执行时,调度程序根据优先级选择下一个候。补任务执行为了实现任务间的同步与隔离,采用了图任务状态之简’。的关系的和操作丁〕作为操作系统的同步机构与操作是对所定义的数据结构称为“信号量”的同步机构进行操作,信号量是由计数值。和一个排队清单所组成处在等待状态的任务在“信号量”排队,当它得到事件后,则立即执行。。为了实现任务的通信,定义了“信息”和“信箱”这两个概念信息是任。意形式的数据块用以保存任务间通信时所需的数据或字符串信箱是将几个通信任务连。。接起来的枢纽它是由“洁号量”和两个排队清单信息排队和任务排队构成的产、、生信息的任务将信息投到指定的信箱内即将信息连接到信息队列中,接收信息的任。务则取走信息如果信息还没投到信箱即信箱中的信息队列是空的,则接收信息的。任务需要在信箱等待到信息到来时为止任务间的通信可以是局部方式在集中式系统。或在同一节点内,也可以是遥控方式在不同节点内在遥控方式下,相互之间进行通信的任务是处在不同的节点内,它们通过信箱进行信息交换,就好象是处在局部方。式,在发送节点所看到的信箱是位于接收节点信箱的映象这种机构允许在两种不同的,通信方式中局部方式或遥控方式,可以采用同一个通信原语进行任务间的通信图锁!∀信号量信息信号量队头信息排从队尾图信