UCOSIII系统学习笔记

说明：

本文主要讲针对STM32的UCOSIII3.03版本的文件与内核分析。此文只是对UCOSIII粗略的讲解，希望读者在读完后能对UCOSIII系统整体多些认识，细节方面还请读者参考相关书籍，如《嵌入式实时操作系统ucosiii》。介于作者水平有限，若有错误，请及时批评指正。

一．UCOSIII文件组成

UCOSIII文件主要由配置文件、应用程序文件、OS系统文件、OS与CPU相关文件、LIB库文件五部分组成，其中配置文件（cpu_cfg.h、lib_cfg.h、os_cfg.h、os_cfg_app.h）和应用程序文件由用户自己定义，文中不做介绍，LIB库文件由通用函数的源文件，文中也不做介绍。

(1)    OS与CPU相关文件

文件架构分为两个部分，如下图：

(2)    OS系统文件

文件架构如下图：

二．系统时钟节拍

系统时钟节拍是实现延时的最小单元。可以是一些有周期的信号，在STM32中使用systick作为系统时钟节拍。

三．任务的调度与切换

任务的调度与切换分两种：由调度器（OSSch（））触发和由中断触发（OSIntExit（）），具体流程图如下：

四．UCOSIII临界与任务切换过程

在UCOSIII中临界段有两种：关中断、调度器上锁，定义的临界段不同任务切换过程也有所不同。仅以系统节拍中断为例。

(1)    关中断（OS_CFG_ISR_POST_DEFERRED_EN(OS_CFG.H)=0）

关中断的方式任务切换如下图：

(2)    调度器上锁（OS_CFG_ISR_POST_DEFERRED_EN(OS_CFG.H)=1）

通过调度器上锁的方式会自动添加中断服务管理任务（OS_IntQtask(),OS_Int.c）（又名中断队列处理任务）,且其任务优先级最高，在有信号或消息发布后任务切换总是运行该任务，然后自我悬挂，切换到低优先级任务。

  

五．UCOSIII信号量

信号量的作用机制：当信号量的结构体（OS_sem）中有一项数据OS_SEM_CTR(实际为char或int型)大于零时，OSsempend()直接运行通过，不产生任务调度与切换；当OS_SEM_CTR为零时，OSsempend()不能运行通过，将产生任务调度与切换，等待其他任务调用OSsempost()（使OS_SEM_CTR++，当OS_SEM_CTR大于0时引发任务调度）。

信号量在UCOSIII中主要有两个用途，一、资源的管理；二、任务同步。两者的不同在于创建信号量时对OS_SEM_CTR赋初值是否为零。OS_SEM_CTR为零时可以实现任务的同步，非零时可以实现对共享资源的管理。

 

六．UCOSIII消息队列

消息队列是为了实现任务之间的通信，其采用引用传递（指针）的方式。消息队列的数据结构为OS_Q，其中有一项数据为OS_MSG_Q，OS_MSG_Q中指向一个以OS_MSG为单元的链表，具体结构如下：

消息队列的作用原理和信号量差不多，当调用OSQpend()时消息队列中有消息，则直接运行通过，若没有则等待。当调用OSQpost()时，会向消息队列中增加消息，调度未锁时引发调度。

七．任务信号量和任务消息队列

内嵌在任务控制块（TCB）中独立存在，作用机制和信号量消息队列相同。