基本结构
1、概述
嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统（可选），以及用户的应用软件系统等四个部分组成
2、嵌入式微处理器
（1）1000多种硬件处理器，分为MCU(Microcontroller Unit)、DSP (digital signal processor)、MPU (Microprocessor Unit)、SOC (System on Chip)
（2）嵌入式微处理器分为：嵌入式微控制器MCU，嵌入式DSP处理器DSP，嵌入式微处理器MPU，嵌入式片上系统System On Chip
3、外围硬件设备
（1）片外总线：连接系统各个部件，进行互连和传输信息的信号线。
（2）电子盘：采用flash芯片存储数据，体积小、功耗低、抗震
（3）I/O设备：A/D、D/A、中断控制器、UART、LCD
（4）通讯设备：有线通讯IEEE1394、USB和无线通讯：IrDA、Bluetooth
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软件组成
（1）板级支持包
它介于嵌入式硬件和上层软件之间的一个底层开发包，主要目的是屏蔽下层硬件。拥有两部分功能：一是系统引导，包括嵌入式微处理器和基本芯片的初始化；二是提供设备的驱动接口，负责嵌入式系统与外设的信息交互。
（2）嵌入式实时操作系统
这是对多任务嵌入式系统进行有效管理的核心部分，可以分为基本内核和扩展内核两部分。前者提供操作系统的核心功能，负责整个系统的任务调度、存储分配、时钟管理、中断管理，也可提供文件、GUI、网络等通用服务；后者则是根据应用领域的需要，为用户提供面向领域或面向具体行业的操作系统扩展功能，如图形图像处理、汽车电子、信息家电等领域的专用扩展服务。
（3）应用编程接口
也称为嵌入式应用编程中间件，由为编制嵌入式应用程序提供的各种编程接口库或组件组成，可以针对不同应用领域、不同安全要求分别构建，从而减轻应用开发者的负担。
（4）嵌入式应用系统
是为了解决某些特定的应用性问题而设计出来的软件，最终运行在目标机上的应用软件，如嵌入式文本编辑、游戏、读/写卡系统、家电控制软件、多媒体播放软件。
网上看到一篇文档，作者的目的是设计一个简单的嵌入式操作系统，只实现一个基本任务调度器的功能。正如作者所说，虽然不能称为操作系统，但已体现了小型嵌入式操作系统的精髓。对于我们来说是很好的学习资料，可以从中一窥操作系统的面目，今天分享给大家。
多任务机制
其实在单一CPU的情况下，是不存在真正的多任务机制的，存在的只有不同的任务轮流使用CPU，所以本质上还是单任务的。但由于CPU执行速度非常快，加上任务切换十分频繁并且切换的很快，所以我们感觉好像有很多任务同时在运行一样。这就是所谓的多任务机制。
实时系统的特征是延时可预测，能够在一个规定的时间内（通常是 ms级别的）对某些信号做出反应。
任务的状态
任务有下面的特性：任务并不是随时都可以运行的，而一个已经运行的任务并不能保证一直占有 CPU直到运行完。一般有就绪态，运行态，挂起态等。
运行态：一个运行态的任务是一个正在使用 CPU的任务。任何时刻有且只有一个运行着的任务。
就绪态：一个就绪态任务是可运行的，等待占有 CPU的任务释放 CPU。
挂起态：某些条件不满足而挂起不能运行的状态。
如何转化为就绪态
INT32U OSRdyTbl; /*就绪任务表 */
上面定义一个 32位变量，每一位代表一个任务，0表示挂起状态，1表示就绪状态。它记录了各任务的就绪与否状态，称它为就绪表。OSRdyTbl定义为 32位变量，对应32个任务。当然，定义为 64位的话，便最多能支持 64个任务。这样，可以定义两个宏，实现把任务的状态变为就绪或挂起态。
/*在就绪表中登记就绪任务 */
#define OSSetPrioRdy（prio） { OSRdyTbl |= 0x01《《prio;} //把相应位置1
/*从就绪表中删除任务 */
#define OSDelPrioRdy（prio） { OSRdyTbl &= ~（0x01《《prio）; }//把相应位清零
任务之间互相独立，不存在互相调用的关系。所有任务在逻辑上都是平等的。由于任务之间互相看不见，所以他们之间的信息传输就无法当面完成。这就需要各种通信机制如信号量，消息邮箱，队列等来实现。
什么是抢占式调度？
调度的概念，通俗的说就是系统在多个任务中选择合适的任务执行。系统如何知道何时该执行哪个任务？可以为每个任务安排一个唯一的优先级别，当同时有多个任务就绪时，优先运行优先级较高的任务。同时，任务的优先级也作为任务的唯一标识号。代码中都是对标识号来完成对任务的操作的。
所谓“抢占式调度”是指：一旦就绪状态中出现优先权更高的任务，便立即剥夺当前任务的运行权，把CPU分配给更高优先级的任务。这样CPU总是执行处于就绪条件下优先级最高的任务。
多任务系统的时间管理
与人一样，多任务系统也需要一个“心跳”来维持其正常运行，这个心跳叫做时钟节拍，通常由定时器产生一个固定周期的中断来充当。
OSTimeDly函数就是以时钟节拍为基准来延时的（在时钟的中断服务函数中，依次对各个延时任务的延时节拍数减1。若发现某个任务的延时节拍数变为0，则把它从挂起态置为就绪态。）。这个函数完成功能很简单，就是先挂起当起当前任务，设定其延时节拍数，然后进行任务切换，在指定的时钟节拍数到来之后，将当前任务恢复为就绪状态。任务必须通过OSTImeDly或 OSTaskSuspend让出CPU的使用权（延时或等待事件），使更低优先级任务有机会运行。
如何实现多任务？
只有一个CPU，如何在同一时间实现多个独立程序的运行？要实现多任务，条件是每个任务互相独立。人如何才能独立，有自己的私有财产。任务也一样，如果一个任务有自己的CPU，堆栈，程序代码，数据存储区，那这个任务就是一个独立的任务。（CPU是通过多任务机制获得的，其他的需要你分配）
TIPS：
如果一个任务正在运行某个公共函数时（如Printf），被另一个高优先级的任务抢占，那么当这个高优先级的任务也调用同一个公共函数时，极有可能破坏原任务的数据。因为两个任务可能共用一套数据。为了防止这种情况发生，常采用两种措施：可重入设计和互斥调用。
可重入函数中所有的变量均为局部变量，局部变量在调用时临时分配空间，所以不同的任务在不同的时刻调用该函数时，它们的同一个局部变量所分配的存储空间并不相同（任务私有栈中），互不干扰。另外，如果可重入函数调用了其他函数，则这些被调用的函数也必须是可重入函数。
实现互斥（独占）访问的方法有关中断，关调度，互斥信号量，计数信号量等。
一个任务如何拥有自己的程序代码
对于如何实现多任务，首先是程序代码，每个任务的程序代码与函数一样，与51的裸奔程序一样，每个任务都是一个大循环。然后是数据存储区，由于全局变量是系统共用的，各个任务共享，不是任务私有，所以这里的数据存储区是指任务的私有变量，如何变成私有？局部变量也。编译器是把局部变量保存在栈里的，所以好办，只要任务有个私有的栈就行。
TIPS：
临界资源是一次仅允许一个任务使用的共享资源。每个任务中访问临界资源的那段程序称为临界区。
在多任务系统中，为保障数据的可靠性和完整性，共享资源要互斥（独占）访问，所以全局变量（只读的除外）不能同时有多个任务访问，即一个任务访问的时候不能被其他任务打断。共享资源是一种临界资源。
一个任务如何拥有自己的堆栈、数据存储区
私有栈的作用是存放局部变量，函数的参数，它是一个线性的空间，所以可以申请一个静态数组，把栈顶指针SP指向栈的数组的首元素（递增栈）或最后一个元素（递减栈）。即可打造一个人工的栈出来。每个任务还要有记录自己栈顶指针的变量，保存在任务控制块（TCB）中。
什么是任务控制块？
系统中的每个任务具有一个任务控制块，任务控制块记录任务执行的环境，这里的任务控制块比较简单，只包含了任务的堆栈指针和任务延时节拍数。任务控制块是任务的身份证。它把任务的程序与数据联系起来，找到它就可以得到任务的所有资源。
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