RTOS基础详解：嵌入式系统与实时操作系统关键概念

本课程总结了RTOS操作系统的基础知识，主要针对的是实时嵌入式系统。首先，它强调了理解和掌握嵌入式系统的多样性，即这些系统是由特定应用需求驱动的，软硬件可以根据需要进行定制，对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格限制。 课程的核心内容围绕以下几个方面展开： 1. **嵌入式系统介绍**：嵌入式系统被定义为以应用为中心，基于计算机技术，具有可裁剪性，适用于对特定应用场景有严格要求的专用计算机系统。其发展历史分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统两个阶段，前者追求高速计算和大规模存储，后者则着重于对象的智能化控制和嵌入式性能。 2. **实时嵌入式系统**：这部分讲解了实时性在嵌入式系统中的重要性，以及这类系统对时间响应的苛刻要求。实时操作系统（RTOS）正是为满足这种实时性而设计的。 3. **实时操作系统概览**：RTOS如μC/OS、RTOS5等，它们提供任务管理、调度、中断处理等功能，确保系统在有限的时间内执行关键任务。 4. **核心概念**：涵盖了实时内核的关键组件，如调度器、对象和服务，以及调度算法、多任务、任务切换、任务控制块（TCB）、上下文切换等。调度算法在此扮演着决定任务执行优先级和效率的关键角色。 5. **RTOS特性**：课程还讨论了RTOS的关键特性，如抢占式调度、优先级继承、死锁避免、内存管理等，这些都是确保系统高效稳定运行的基础。 6. **实例分析**：通过实际案例，如移动计算平台（如PDA和智能手机）、信息家电、智能交通系统、医疗仪器、工业/商业控制等，展示了RTOS在各种应用场景中的重要作用。 7. **硬件构成**：课程深入介绍了嵌入式系统硬件组成部分，如处理器（如微处理器、微控制器、DSP、专用处理器和SoC）、存储器（ROM和RAM）、输入设备（如触摸屏和语音输入）、输出设备和外围接口，以及软件层面的设计。 这门课程旨在帮助学生建立起对实时嵌入式操作系统全面而深入的理解，以便他们在实际项目中能有效地运用这些知识。通过学习，学员可以掌握如何设计、实现和优化嵌入式系统，使之能在严格的时间约束下完成预定任务。