什么是PSOS

Posted 2023-04-10

pSOS系统结构
pSOS是一个由标准软组件组成的,可剪裁的实时操作系统。其系统结构如图2.1所示

,它分为内核层、系统服务层、用户层。
1. 内核层
pSOS内核负责任务的管理与调度、任务间通信、内存管理、实时时钟管理、中断服

务；可以动态生成或删除任务、内存区、消息队列、信号灯等系统对象；实现了基于优

先级的、选择可抢占的任务调度算法，并提供了可选的时间片轮转调度。pSOS Kernel还

提供了任务建间通信机制及同步、互斥手段，如消息、信号灯、事件、异步信号等。
pSOS操作系统在Kernel层中将与具体硬件有关的操作放在一个模块中,对系统服务层

以上屏蔽了具体的硬件特性,从而使得pSOS很方便地从支持Intel 80x86系列转到支持MC

68XXX系列,并且在系统服务层上对不同应用系统不同用户提供标准的软组件如PNA+、
PHILE+等。
2. 系统服务层
pSOS系统服务层包括PNA+、PRPC+、PHILE+等组件。PNA+实现了完整的基于流的TCP

/IP协议集,并具有良好的实时性能,网络组件内中断屏蔽时间不大于内核模块中断屏蔽时

间。PRPC+提供了远程调用库,支持用户建立一个分布式应用系统。PHILE+提供了文件系

统管理和对块存储设备的管理。PREPC+提供了标准的C、C++库,支持用户使用C、C++语言

编写应用程序。
由于pSOS内核屏蔽了具体的硬件特性,因此,pSOS系统服务层的软组件是标准的、与

硬件无关的。这意味着pSOS各种版本,无论是对80X86系列还是MC68XXX系列,其系统服务

层各组件是标准的、同一的,这减少了软件维护工作,增强了软件可移植性。
每个软组件都包含一系列的系统调用。对用户而言,这些系统调用就象一个个可重入

的C函数,然而它们却是用户进入pSOS内核的唯一手段。
3. 用户层
用户指的是用户编写的应用程序，它们是以任务的形式出现的。任务通过发系统调

用而进入pSOS内核,并为pSOS内核所管理和调度。
pSOS为用户还提供了一个集成式的开发环境（IDE）。pSOS_IDE可驻留于UNIX或DOS

环境下,它包括C和C++优化编译器、CPU和pSOS模拟仿真和DEBUG功能。
pSOS内核机制
§3.1 几个基本概念
3.1.1 任务
在实时操作系统中，任务是参与资源竞争（如CPU、Memory、I/O devices等）
的基本单位。pSOS为每个任务构造了一个虚拟的、隔离的环境，从而在概念上,一个任务

与另一个任务之间可以相互并行、独立地执行。任务与任务之间的切换、任务之间的通

信都是通过发系统调用（在有些情况下是通过ISR）进入pSOS Kernel,由pSOS Kernel完

成的。
pSOS系统中任务包括系统任务和用户任务两类。关于用户任务的划分并没有一个固

定的法则,但很明显,划分太多将导致任务间的切换过于频繁,系统开销太大,划分太少又

会导致实时性和并行性下降,从而影响系统的效率。一般说来,功能模块A与功能模块B是

分开为两个任务还是合为一个任务可以从是否具有时间相关性、优先性、逻辑特性和功

能耦合等几个方面考虑。
3.1.2 优先级
每个任务都有一个优先级。pSOS系统支持0～255级优先级,0级最低,255级最高。0级

专为IDLE任务所有,240～255级为系统所用。在运行时,任务（包括系统任务）的优先级

可以通过t_setpri系统调用改变。
3.1.3 任务状态
pSOS下任务具有三种可能状态并处于这三个状态之一。只有通过任务本身或其他任

务、ISR对pSOS内核所作的系统调用才能改变任务状态。从宏观角度看，一个多任务应用

通过一系列到pSOS的系统调用迫使pSOS内核改变受影响任务而从运行一个任务到运行另

一任务向前发展的。
对于pSOS kernel，任务在创建前或被删除后是不存在的。被创建的任务在能够运行

前必须被启动。一旦启动后，一个任务通常处于下面三个状态之一：
①Executing (Ready)就绪
②Running运行
③Blocked阻塞
就绪任务是未被阻塞可运行的，只等待高优先级任务释放CPU的任务。由于一个任务

只能由正运行的任务通过调用来被启动，而且任何时刻只能有一个正在运行的任务，所

以新任务总是从就绪态开始。
运行态任务是正在使用CPU的就绪任务， 系统只能有一个running任务。一般runni

ng任务是所有就绪任务中优先级最高的，但也有例外。
任务是由自身特定活动而变为阻塞的，通常是系统调用引起调用任务进入等待状态

的。所以任务不可能从ready态到blocked态，因为只有运行任务才能执行系统调用。
3.1.4 任务控制块
任务控制块TCB是pSOS内核建立并维护的一个系统数据结构,它包含了pSOS Kernel调

度与管理任务所需的一切信息,如任务名、优先级、剩余时间片数、当前寄存器状态等。

在有的RTOS中,任务的状态与任务TCB所处的队列是等同的。pSOS操作系统将二者分

为两个概念,例如任务处于阻塞状态,但它的TCB却处于消息等待队列、信号灯等待队列、

内存等待队列、超时队列之一。
pSOS启动时,将根据Configuration Table中的参数kc_ntask建立一个包含kc_ntask

个TCB块的TCB池,它表示最大并行任务数。在创建一个任务时,分配一个TCB给该任务,在

撤销一个任务时,该TCB将被收回。
3.1.5 对象、对象名及ID号
pSOS Kernel是一个面向对象的操作系统内核,pSOS系统中对象包括任务、memory
regions、memory partitions、消息队列和信号灯。
对象名由用户定义（4位ASCII字符）,并且在该对象创建时作为系统调用obj_CREAT
E
的一个人口参数传给pSOS Kernel。pSOS Kernel反过来赋予该对象一个唯一的32位ID号

。除obj_CREATE和obj_IDENT外,所有涉及对象的系统调用都要用到对象ID号。
创建对象的任务通过obj_CREATE就已经知道了该对象的ID号,其余任务可通过obj_
IDENT或通过全局变量（如果已经为该任务的ID号建立了一个全局变量的话）获取该对象

的ID号。对象ID号隐含了该对象控制块（如TCB、QCB）的位置信息,这一位置信息被pSO
S
Kernel用于对该对象的管理和操作,如挂起/解挂一个任务、删除一个消息队列等。
3.1.6 任务模式字Mode word.
每个任务带有一个mode word，用来改变调度决策或执行环境。主要有以下四个参

数
Preemption Enabled/Disabled.
Roundrobin Enabled/Disabled
Interupts Enabled/Disabled.
ASR Enabled/Disabled: 每个任务有一个通过as-catoh建立起来的异步信号服务例

程ASR。异步信号类似于软件中断。当ASR位为1时as-catch所指向的任务将会被改变执行

路径，先执行ASR，再返回原执行点。
§3.2 任务调度
3.2.1 影响动态调度效果的两个因素
pSOS采用优先级+时间片的调度方式。有两个因素将影响动态调度的效果:一是优先

级可变（通过t_setpri系统调用改变任务的优先级）；二是任务模式字中的preemption

bit位和roundrobin bit位。preemption bit位决定不同优先级的任务是否可抢占,并和

roundrobin bit位一起决定任务的时间片轮转是否有效。
3.2.2 引起任务调度的原因及结果
pSOS系统中引起调度的原因有两条:
1. 在轮转方式下时间片到
2. pSOS系统调用引发任务调度。该系统调用可能是ISR发出的,也可能是某个任务发出的
。
pSOS任务调度的结果有两种:
1. 引起运行任务切换,这指的是
2. 不引起运行任务切换,这指的是
不论任务调度是否引发运行任务切换,都有可能引起一个或多个任务状态变迁。
3.2.3 运行任务的切换
一、何时切换
下面三种情况将引发运行任务切换：
1. 在时间片轮转方式下（此时任务模式字的roundrobin bit与preemption bit均为
enable），运行任务Task A的时间片用完,且Ready队列中有相同优先级的其它任务，则

Task A退出运行。
2. 在运行任务Task A的Mode word的preemption bit位为enable的前提下,若Task A发出

的某条相同调用引发一个优先级高于Task A的任务Task B从Block状态进入Reary状态,则

将Task B投入运行。
3. ISR使用I_RETURN系统调用,则ISR退出运行,pSOS Kernel选择Ready队列中优先级最高

的任务投入运行（这一任务并不一定是被ISR打断的前运行任务）。
二、如何切换
上述三类运行任务的切换,其具体的pSOS Kernel运作过程并非完全一样,但彼此之间

差别不大。为了简单起见,我们以
为例对切换过程作一简单叙述。这一过程可细分为4个步骤：
1. 任务A运行信息保存（_t_save proc far）
这一过程主要完成修改系统工作标志，保存切换点地址及运行信息、任务A栈调
整
栈
指针保存、栈切换、参数及返址入栈等一系列工作。
2.任务A入就绪队列（void t_in_chain）
这一过程将任务A的TCB块按优先级顺序插入就绪队列。
3.选择一个高优先级任务B（void t_choice( )）
按一定算法从就绪队列中选出最高优先级任务B的TCB块,并使运行指针指向它。

4.将任务B投入运行（_t_run proc far）
从系统栈切换到任务B栈，用任务B的TCB块中保存的信息恢复上次运行被打断的
地
,恢
复任务运行环境，于是任务B开始继续运行。
图3.1反映了典型任务切换过程中CPU控制权的转移、各堆栈活动生命期、任务活动

生命期等信息。图中
t1,t4为切换点 t2,t3为开/关中断
Tsch=t4-t1 // Tsch为任务切换时间
Tforbid=t3-t2 // Tforbid为中断禁止时间
它们是实时操作系统最重要的两个性能指标。 参考技术A PSOS是ISI公司研发德产品，该产品推出时间比较早，因此比较成熟，可以支持多种处理器，曾是国际伤应用最广泛德产品，主要应用领域是远程通信，航天，信息家电和工业控制。但该公司已经被风河公司兼并，从VxWorks5.5开始，已将PSOS的主要特点融入VxWorks中。PSOS是一个由标准软组建组成的，可剪裁的实时操作系统。其系统结构可以分为内核层，系统服务层，用户层。本回答被提问者采纳 参考技术B 是一种嵌入式的操作系统
嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统的重要组成部分。嵌入时操作系统具有通用操作系统的基本特点，能够有效管理复杂的系统资源，并且把硬件虚拟化。

从应用角度可分为通用型嵌入式操作系统和专用型嵌入式操作系统。常见的通用型嵌入式操作系统有Linux、VxWorks、Windows CE.net等。常用的专用型嵌入式操作系统有Smart Phone、Pocket PC、Symbian等。
嵌入式操作系统EOS（Embedded OperatingSystem）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌人系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌人式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而言的，它除具备了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件功能等外，还有以下特点：

(1)可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。

(2)强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制当中。

(3)统一的接口。提供各种设备驱动接日.

(4)操作方便、简单、提供友好的图形GUI，图形界面，追求易学易用.

(5)提供强大的网络功能，支持TCP门P协议及其它协议，提供TCP／UDP／IP／PPP协议支持及统一的MAC访问层接口，为各种移动计算设备预留接口.

(6)强稳定性，弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预，这就要负责系统管理的EOS臭有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接日一般不提供操作命令，它通过系统调用命令向用户程序提供服务。

(7)固化代码。在嵌入系统中，嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。辅助存储器在嵌入式系统中很少使用，因此，嵌入式操作系统的文件管理功能应该能够很容易地拆卸，而用各种内存文件系统.

(8)更好的硬件适应性，也就是良好的移植性.

国际上用于信息电器的嵌入式操作系统有40种左右。现在，市场上非常流行的EOS产品，包括3Corn公司下属子公司的Palm OS，全球占有份额达50％，MicroS。fi公司的Wind。ws CE不过29％。在美国市场，Palm OS更以80％的占有率远超Windows CE。开放源代码的Linux很适于做信息家电的开发.

比如：中科红旗软件技术有限公司开发的红旗嵌入式Linux和美商网虎公司开发的基于Xlinux的嵌人式操作系统“夸克”。“夸克”是目前全世界最小的Linux，它有两个很突出的特点，就是体积小和使用GCS编码。

嵌入式操作系统的发展也必将带动新一轮的科技竞争. 参考技术C [b]摘要：[/b]基于IP网络的多媒体应用越来越广泛，本文首先解决多媒体DSP芯片TM1300与以太网控制器CS8900A的硬件接口的设计，分析嵌入式操作系统pSOS 内核中实现TCP/IP协议栈的网络模块pNA ，最后实现在pSOS 操作系统环境下CS8900A的网络驱动程序的设计。
[b]关键词：[/b]TM1300 CS8900A pSOS pNA 驱动程序
[b]1 概述[/b]
随着网络技术、多媒体技术的飞速发展，基于IP网络的多媒体应用越来越广泛。TM1300是Philips公司推出的一款高性能多媒体数字信号处理器芯片，适合于实时性强的音视频处理应用，可广泛应用于会议电视、可视电话、远程图像监控等应用场合。具有广阔的应用前景。
根据具体的基于IP网络上的多媒体应用系统的需要，采集的音视频数据经压缩处理后，一般要传送到远程终端或控制中心，这时就需要解决DSP应用系统与IP网络接口的问题。
考虑到国内局域网大部分是以太网，随着交换式网络、宽带网络的发展，使得基于以太网接入IP网络上的应用有着现实意义。
TM1300可以作为PC机的一个外设工作，此时可直接采用PC机上标准的以太网接口传输数据；TM1300支持独立引导，自成一个系统从而脱理PC环境工作，这为实际低价位高性能音频处理终端提供了可能。这种情况下，网络接口的设计就相对复杂一点，需要解决硬件接口电路的设计、基于实时操作系统pSOS 驱动程序的设计等。本文介绍以太网控制器CS8900A，并解决TM1300 DSP系统和CS8900A的硬件接口设计；简单介绍pSOS 操作系统内核中实现TCP/IP协议栈的网络模块pNA ，以及pSOS 操作系统下网络驱动程序的设计。[b]

[img]http://www.avrw.com/article/pic/2006722222021734.gif[/img]

2 DSP芯片TM1300及X10总线接口[/b]
DSP芯片TM1300的核心是32位VLIW结构CPU，时钟频率可达166MHz，片内集成了SDRAM接口、PCI/XIO总线接口、图像协处理器、可变长解码器、音频输入输出接口、视频输入输出接口、同步串行通信接口等模块，各模块与SDRAM之间采用DMA方式传送数据。CPU各功能模块之间的协调、资源的分析、进程的调度，由运行在CPU上的一个由中断源触发的实时操作系统pSOS 控制。
网络控制器CS8900A是通过XIO总线与TM1300实现接口的。限于篇幅，这里重点介绍TM1300中用于外设端口扩展XIO总线。
TM1300片内的PCI/XIO复用总线接口给用户提供了无缝连接PCI设备及扩展8位外设端口的能力。当PCI/XIO总线接口中的XIO总线逻辑被激活时，作为TM1300系统扩展8位外设的总线，其中PCI-AD[23:0]为地址总线A23～A0，共提供了寻址16M个单元的能力；PCI-AD[31:24]为8位数据总线D7～D0；C/BE0#为读信号RD；C/BE1#为写信号WR；C/BE2#为数据选通信号DS。
[b]3 CS8900A简介[/b]
CS8900A是Cirrus公司生产的一种高集成度的全面支持IEEE802.3标准的以太网控制器，其组成结构框图如图1所示。CS8900A支持8位、16位的微处理器，可以工作在I/O方式或Memory方式。片内集成了ISA总线接口，可以直接和有ISA总线的微处理器系统无缝连接。片内集成了4KB容量的PacketPage结构的RAM，这4KB存储器映像结构的RAM包括片内各种控制、状态、命令寄存器，以及片内发送、接收缓存。用户可以以I/O方式、Memory方式或DMA方式访问它们。
之所以选择CS8900A，是因为Cirrus提供了CS8900A的基于各种操作系统的驱动程序源代码，这就为开发带来了方便。基于pSOS的驱动程序是假设目标系统中包含了Intel 80X86的CPU和1个16位的ISA总线接口的，而TM1300中用于扩展外设的XIO总线是8位总线，可见硬件设计的主要任务是实现8位XIO总线与16位ISA总线时序的配合。驱动程序的设计主要是解决基于80X86芯片的源代码移植到TM1300上运行的问题。
[b]4 TM1300与CS8900A硬件接口电路设计[/b]
TM1300的XIO总线用于提供用户扩展外设，有8根数据线D7～D0，24根地址线A23～A0，还有I/O读写信号RD、WR。所以，利用TM1300的8位XIO总线模拟1个16位的ISA接口和CS8900A的ISA总线接口连接，即可解决硬件接口的问题。图2给出了接口设计的原理框图。

[img]http://www.avrw.com/article/pic/2006722222021580.gif[/img]

图2中，CS8900A的高8位数据线通过1个8位锁存器和缓冲器连接到8路模拟开关A的一端，CS8900A的低8位数据线连接到8路模拟开关B的一端。8路模拟开关A、B的另一端均连接到TM1300芯片XIO总线的数据线D7～D0上。8路模拟A、B在同一个时刻只有1组是连通的，由A0控制：A0=0时，模拟开关B连通；A0=1时，模拟开关A连通。这样就可以实现XIO总线8位数据线与CS8900A的16位总线的连接。同时，TM1300的A20、A0经译码控制锁存器和缓冲器的操作，逻辑关系如下：
①A20用于控制读写。当A20=0时，CS8900A的高8位数据从缓冲器输入；当A20=1时，高8位数据经锁存器输出到CS8900A的D15～D8。
②A0用于控制8位或16位操作。当A0=0时，对应16位数据读写；A0=1时，对应高8位数据读写。
对CS8900A的16位数据读和写操作有所不同。当TM1300从CS8900A读16位数据时，读16位数据（A0=0、A20=0），CS8900A的低8位数据直接通过8路模拟开关B输入到TM1300的XIO总线的8位数据线D7～D0；同时，高8位数据保存在缓冲器中，紧接着TM1300再读入缓冲器中的高8位数据（A0=1、A20=0）。同样，输出16位数据到CS8900A时，首先将要输出的高8位数据锁存到锁存器中（A0=1、A20=1），然后紧接着直接输出低8位数据到CS8900A的D7～D0（A0=0、A20=1），此时，锁存在锁存器中的高8位数据输出允许，也输出到CS8900A的D15～D8。
A12～A0直接连接TM1300的XIO总线的A12～A0。因此对于TM1300而言没有I/O和存储器的区别，所以WR经与片选取或后直接与CS8900A的IOW、MEMW连接。RD也是直接与CSCS8900A的IOR、MEMR连接。
[b]5 CS8900A网络接口驱动程序设计[/b]
pSOS 是WindRiver公司专门为嵌入式系统设计和开发提供的一个模块化、高性能的实时操作系统。它采用模块化结构，包含的一系列软件功能模块有：实时多任务内核pSOS 、多处理器多任务内核pSOS m、TCP/IP协议栈pNA 、远程调用函数库pRPC 和文件系统pHILE 等。
基于pSOS 实时操作系统的网络接口框图如图3所示。
下面根据网络结构的分层依次进行分析。
（1）物理层
以太网接口的物理实现前面已经分析过。
（2）NI（网络接口）层
pNA 通过一个用户提供的称为网络接口（NI）的软件访问网络。一方面它直接驱动网络接口芯片，控制太网数据帧的收发；另一方面它向pNA 提供符合pNA 要求的函数接口。在pNA 和NI之间的函数接口是标准的，和网络的物理媒介以及网络拓扑无关。这些函数可以使得pNA 不需要知道网络接口底层的细节，可以理解它是pSOS 中的硬件抽象层（HAL）。这些函数如表1所列。

[b]表1 各函数的功能[/b]

函 数
功能代码
功能描述

NI-BROADCAST
5
广播发送1个NI数据帧

NI-GETPKB
2
取得1个NI数据帧

NI-INIT
1
初始化NI

NI-IOCTL
7
执行I/O控制操作

NI-POLL
6
轮询（for Probe packet）

NI-RETPKB
3
返回1个NI数据包

NI-SEND
4
发1送个NI数据包
这些函数的实现是网络驱动程序设计的主要任务，它们的代码在cs8900a.c中。这些函数一方面驱动网卡收发，另一方面为pNA 提供了一套屏蔽硬件底层细节的函数实现。另外，NI还包括一个用于处理数据包中断的中断例程。
每一个NI都应该分配一个唯一的IP地址，可以在pSOS 配置文件sys_conf.h中设定IP地址、网关、掩码等网络接口参数。如：
#define SD_LAN1 YES
#define SD_LAN1_IP 0xca726878 /*202.114.104.120设定IP地址*/
#define SD_LAN1_SUBNET_MASK 0xffffff00
/*设定掩码*/
#define SD_DEF_GTWY_IP 0xca726821 /*202.114.104.33设定网关*/
另外，还要给这个CS8900A网卡设定一个MAC物理地址。这个地址可以在配置文件mybsp.h中设定为不与网上其它网卡冲突的任意值，如：
#define BSP_CS8900_IND_ADDR "00:24:20:10：FF：41"
（3）网络层及传输层
pSOS 的pNA 模块集成了网络层和传输层。PNA 在整个网络体系结构中处在第3层，包含IP协议、ARP协议的实理，ICMP协议、IGMP协议的实现；提供了对用户数据报UDP和流式TCP两种传输协议的支持，还提供了符合BSD标准的Socket接口，为应用的实现提供了方便的编程环境。
（4）应用层
在应用层实现用户的网络应用。
网络接口的调试是在PC机上PING这个CS8900A的网络接口。如果PING通，表明整个NI层和pNA 已经正常工作了。这个过程中，可以采用tmdbg.exe调试环境支持的DP（）来测试一些结果，克服了TM1300系统没有显示支持的不足。[b]

[img]http://www.avrw.com/article/pic/2006722222022621.gif[/img]

6 小结[/b]
本系统在实验室局域网环境下，采用双绞线连接，实现了TM1300与CS8900A的以太网接口的设计，实验结果可以成功PING通。基于Socket的简单的C/S结构的网络测试程序也正常工作，在网络低负荷时，可以用于音视频多媒体数据网上传输，具有一定的使用价值。 参考技术D 嵌入式操作系统pSOS

pSOS是一个由标准软组件组成的,可剪裁的实时操作系统。其系统结构分为内核层、系统服务层、用户层。

附：嵌入式研究网地址：

http://www.cnemb.com/html/5/3/3537/1.htm

请详细研究！

什么是PP,PE.什么是均聚..什么是共聚..什么是嵌段..什么是无规，什么是注塑。什么是吹膜..什

参考技术A PP是聚丙烯 PE是聚乙烯.共聚（copolymerization），与均聚（homopolymerization）同属有机单体聚合的一类反应。共聚指的是将两种或多种化合物在一定的条件下聚合成一种物质的反应。根据单体的种类多少分二元,三元共聚,根据聚合物分子结构的不同可分为无规共聚,嵌段共聚,交替共聚，接枝共聚。典型的共聚物有SBS，ABS等。均聚指的是由一种有机单体进行的聚合反应。均聚物指由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。典型的均聚物有PP，PE,PVC等。嵌段共聚是PP-B，无规共聚是PP-R，嵌段跟无规是对聚合共聚后分子的序列组成描述。前者是一段A然后一段B。。。一段一段的。而无规就是没有规律。随机的。注塑就是将塑料熔化，然后注射成型。吹膜是将塑料熔化后，然后吹成薄膜。拉丝就是熔化后拉成丝了。这些都是塑料的成型加工方法