嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ在数控系统中的应用

嵌入式操作系统μC／OS-Ⅱ是一个可裁剪、源码开放、结构小巧、抢先式的实时多任务内核，主要面向中小型嵌入式系统，具有执行效率高，占用空间小，可移植性强，实时性能优良和可扩展性强等特点。数控系统是一个典型的强实时性系统，具有可确定性。可确定性主要是确保条件出现到由此引起的动作开始(或者结束)的时间在一个准确的时段内。在数控系统中，条件是由操作员的指令(如：紧急停止、移动x轴等)或是机床的状态(如刀具破损等)引起的。本文分析了数控系统任务的特点，结合μC／OS-Ⅱ的内核体系，对μC／OS-Ⅱ的任务分类、任务调度和中断服务策略做了改进，使其更加适合于数控系统的应用。

　　1 μC／OS-Ⅱ对任务的分类

　　μC／OS-Ⅱ中每个任务有5种状态：休眠(DORMANT)、就绪(READY)、运行(RUNNING)、等待(WAITING)、中断(ISR)。休眠状态的任务驻留在存储器中，还未被内核使用；就绪状态的任务准备执行，优先级低于当前执行的任务，没有得到CPU控制权；任务得到CPU控制权后就处于运行状态；等待事件发生的任务处于等待状态，事件可以是I／O操作完成、共享资源可以利用、时钟周期到等；任务执行过程被中断服务例程中断，任务就处于中断状态。

　　2 μC／OS-Ⅱ面向数控系统的改进

　　2．1 数控系统任务的特点

　　在数控系统中，任务可分为两种：周期运行的任务和信号触发运行的任务，这里所说的信号即包括硬件信号，也包括软件信号。周期运行的任务有定时信号采样、定时I／O口扫描、定时通信等。信号触发运行的任务有中断信号(硬件信号)触发的中断服务任务，命令消息信号(软件信号)触发的命令解释任务等。另外，数控系统中，有些任务还具有运行时间短，运行频率高，要求实时性高的特点，如信号采样、数控机床中的插补控制等。

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