近年來，在單片機系統(tǒng)中嵌入操作系統(tǒng)已經成為人們越來越關心的一個話題。本文通過對一種源碼公開的嵌入式實時操作系統(tǒng)ucos ii的分析，以51系列單片機為例，闡述了在單片機中使用該嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點，以及在應用中應當注意的一些問題。

　　早在20世紀60年代，就已經有人開始研究和開發(fā)嵌入式操作系統(tǒng)。但直到最近，它才在國內被越來越多的提及，在通信、電子、自動化等需要實時處理的領域所曰益顯現(xiàn)的重要性吸引了人們越來越多的注意力。但是，人們所談論的往往是一些著名的商業(yè)內核，諸如VxWorks、PSOS等。這些商業(yè)內核性能優(yōu)越，但價格昂貴，主要用于16位和32位處理器中，針對國內大部分用戶使用的51系列8位單片機，可以選擇免費的ucos ii。

　　ucos ii的特點

　　1．ucos ii是由Labrosse先生編寫的一個開放式內核，最主要的特點就是源碼公開。這一點對于用戶來說可謂利弊各半，好處在于，一方面它是免費的，另一方面用戶可以根據(jù)自己的需要對它進行修改。缺點在于它缺乏必要的支持，沒有功能強大的軟件包，用戶通常需要自己編寫驅動程序，特別是如果用戶使用的是不太常用的單片機，還必須自己編寫移植程序。

　　2．ucos ii是一個占先式的內核，即已經準備就緒的高優(yōu)先級任務可以剝奪正在運行的低優(yōu)先級任務的CPU使用權。這個特點使得它的實時性比非占先式的內核要好。通常我們都是在中斷服務程序中使高優(yōu)先級任務進入就緒態(tài)（例如發(fā)信號），這樣退出中斷服務程序后，將進行任務切換，高優(yōu)先級任務將被執(zhí)行。拿51單片機為例，比較一下就可以發(fā)現(xiàn)這樣做的好處。假如需要用中斷方式采集一批數(shù)據(jù)并進行處理，在傳統(tǒng)的編程方法中不能在中斷服務程序中進行復雜的數(shù)據(jù)處理，因為這會使得關中斷時間過長。所以經常采用的方法是置一標志位，然后退出中斷。由于主程序是循環(huán)執(zhí)行的，所以它總有機會檢測到這一標志并轉到數(shù)據(jù)處理程序中去。但是因為無法確定發(fā)生中斷時程序到底執(zhí)行到了什么地方，也就無法判斷要經過多長時間數(shù)據(jù)處理程序才會執(zhí)行，中斷響應時間無法確定，系統(tǒng)的實時性不強。如果使用μC/OS-II的話，只要把數(shù)據(jù)處理程序的優(yōu)先級設定得高一些，并在中斷服務程序中使它進入就緒態(tài)，中斷結束后數(shù)據(jù)處理程序就會被立即執(zhí)行。這樣可以把中斷響應時間限制在一定的范圍內。對于一些對中斷響應時間有嚴格要求的系統(tǒng)，這是必不可少的。但應該指出的是如果數(shù)據(jù)處理程序簡單，這樣做就未必合適。因為ucos ii要求在中斷服務程序末尾使用OSINTEXIT函數(shù)以判斷是否進行任務切換，這需要花費一定的時間。

　　3．ucos ii和大家所熟知的Linux等分時操作系統(tǒng)不同，它不支持時間片輪轉法。ucos ii是一個基于優(yōu)先級的實時操作系統(tǒng)，每個任務的優(yōu)先級必須不同，分析它的源碼會發(fā)現(xiàn)，ucos ii把任務的優(yōu)先級當做任務的標識來使用，如果優(yōu)先級相同，任務將無法區(qū)分。進入就緒態(tài)的優(yōu)先級最高的任務首先得到CPU的使用權，只有等它交出CPU的使用權后，其他任務才可以被執(zhí)行。所以它只能說是多任務，不能說是多進程，至少不是我們所熟悉的那種多進程。顯而易見，如果只考慮實時性，它當然比分時系統(tǒng)好，它可以保證重要任務總是優(yōu)先占有CPU。但是在系統(tǒng)中，重要任務畢竟是有限的，這就使得劃分其他任務的優(yōu)先權變成了一個讓人費神的問題。另外，有些任務交替執(zhí)行反而對用戶更有利。例如，用單片機控制兩小塊顯示屏時，無論是編程者還是使用者肯定希望它們同時工作，而不是顯示完一塊顯示屏的信息以后再顯示另一塊顯示屏的信息。這時候，要是 ucos ii即支持優(yōu)先級法又支持時間片輪轉法就更合適了。