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早在本世纪六十年代，就已经有人开始研究和开发嵌入式操作系统。但直到最近，它才在国内被越来越多的提及。其在通信、电子、自动化等需要实时处理的领域所日益显现的重要性吸引了人们越来越多的注意力。现在，无论是在正式的出版物中，还是在相关网站的论坛上，都可以看到它活跃的身影。但是，人们所谈论的往往是一些著名的商业内核，诸如ＶＸＷＯＲＫＳ，ＰＳＯＳ等。这些商业内核性能优越，却价格昂贵，主要用于１６位和３２位处理器中，针对国内大部分用户使用的５１系列的８位处理器，我们可以选择μＣ／ＯＳ－Ⅱ。
μＣ／ＯＳ－Ⅱ是由Ｌａｂｒｏｓｓｅ先生编写的一个开放式的内核，最主要的特点就是它是源码公开的自由软件。这一点对于用户来说可谓利弊各半；好处在于，一方面它是免费的；另一方面用户可以根据自己的需要对它进行修改。坏处在于，它缺乏必要的支持。它没有功能强大的软件包，用户通常得自己编写驱动程序，特别是如果用户使用的是不太常用的单片机，还必须自己编写移植程序 2.μＣ／ＯＳ－Ⅱ自身的一些特点 ：
（1）μＣ／ＯＳ－Ⅱ是一个占先式的内核，即已经准备就绪的高优先级任务可以剥夺正在运行的低优先级任务的ＣＰＵ使用权。这个特点使得它的实时性比非占先式的内核要好。通常我们都是在中断服务程序中使高优先级任务进入就绪态例如发信号，这样退出中断服务程序后，将进行任务切换，高优先级任务将被执行。我们拿５１单片机为例，比较一下就可以发现这样做的好处。假如我们需要用中断方式采集一批数据并进行处理。在传统的编程方法中我们不能在中断服务程序中进行复杂的数据处理，因为这会使得关中断时间过长。所以我们经常采用的方法是置一标志位，然后退出中断。由于主程序是循环执行的，所以它总有机会检测到这一标志并转到数据处理程序中去。但是因为我们无法确定发生中断时程序到底执行到了什么地方，我们也就无法判断要经过多长时间数据处理程序才会执行，中断响应时间无法确定，系统的实时性不强。如果使用μＣ／ＯＳ－Ⅱ的话，我们只要把数据处理程序的先优级设定的高一些并在中断服务程序中使它进入就绪态，中断结束后数据处理程序就会被立即执行。这样我们可以把中断响应时间限制在一定的范围内。对于一些对中断响应时间有严格要求的系统，这是必不可少的。但应该指出的是如果数据处理程序简单，这样做就未必合适。因为μＣ／ＯＳ－Ⅱ要求在中断服务程序末尾使用ＯＳＩＮＴＥＸＩＴ函数以判断是否进行任务切换，这需要花费一定的时间。
（2）μＣ／ＯＳ－Ⅱ和我们所知道的Ｌｉｎｕｘ等分时操作系统不同，它不支持时间片轮转法。它是一个基于优先级的实时操作系统。每一个任务的优先级必须不同分析它的源码会发现，μＣ／ＯＳ－Ⅱ把任务的优先级当作任务的标识来使用，如果优先级相同，任务将无法区分。进入就绪态的优先级最高的任务首先得到ＣＰＵ的使用权，只有等它交出ＣＰＵ的使用权后，其他任务才可以被执行。所以它只能说是多任务，不能说是多进程，至少不是我们所熟悉的那种多进程。μＣ／ＯＳ－Ⅱ的这种特性是好是坏，主要看从什么角度来判断了。显而易见，如果只考虑实时性，它当然比分时系统好，它可以保证重要任务总是优先占有ＣＰＵ。但是在系统中，重要任务毕竟是有限的，这就使得划分其它任务的优先权变成了一个让人费神的问题。另外，有些任务交替执行反而对用户更有利。例如，当你用单片机控制两小块显示屏时，无论是编程者还是使用者肯定希望它们同时工作，而不是显示完一块显示屏的信息以后再显示另一块显示屏的信息。笔者在写这篇文章的时候正好遇到这样的一个问题，当时就想：要是μＣ／ＯＳ－Ⅱ即支持优先级法又支持时间片轮转法该有多好
（3）μＣ／ＯＳ－Ⅱ对共享资源提供了保护机制。正如上文所提到的，μＣ／ＯＳ－Ⅱ是一个支持多任务的操作系统。我们可以把一个完整的程序划分成几个任务，不同的任务执行不同的功能。这样，一个任务就相当于模块化设计中的一个子模块。我们在任务中添加代码时，只要不是共享资源就不必担心互相之间有影响。而对于共享资源比如串口，μＣ／ＯＳ－Ⅱ也提供了很好的解决办法。一般情况下我们使用的是信号量的方法。简单地说，我们创建一个信号量并对它进行初始化。当一个任务需要使用一个共享资源时，它必须先申请得到这个信号量。而一旦它得到了此信号量，那就只有等它使用完了该资源，信号量才会被释放。在这个过程中即使有优先权更高的任务进入了就绪态，因为无法得到信号量，也不能使用该资源。这个特点的好处显而易见，我们还拿传统的单片机程序来做比较。当显示屏正在显示信息的时候，外部产生了一个中断，在中断服务程序中我们需要显示屏显示其它信息。这样，退出中断服务程序后，原有的信息就可能被破坏了。而在μＣ／ＯＳ－Ⅱ中采用信号量的方法时，只有显示屏把原有信息显示完毕后才可以显示新信息，从而可以避免这个现象。不过，采用这种方法是以牺牲系统的实时性为代价的。如果显示原有信息需要耗费大量时间，系统只好等待。从结果上看，等于延长了中断响应时间，这对于未显示信息是报警信息的情况，无疑是致命的。发生这种情况，在μＣ／ＯＳ－Ⅱ中称为优先级反转。简单的说，就是高优先级任务必须等待低优先级任务的完成。在上述情况下，在两个任务之间发生优先级反转是无法避免的。所以在使用μＣ／ＯＳ－Ⅱ时，我们必须对所开发的系统了解清楚才能选择对于某种共享资源是否使用信号量。
3.μＣ／ＯＳ－Ⅱ在单片机使用中的一些特点
（1）.在单片机系统中嵌入μＣ／ＯＳ－Ⅱ将增强系统的可靠性，并使得调试程序变得简单起来。让我们先来回顾一下在传统的单片机开发工作中经常遇到的一些麻烦。当我们千辛万苦的编完程序时，在调试过程中要不是程序跑飞了，就是陷入死循环。对于第一种情况，我们可以加看门狗。而对于后一种情况，尤其是其中牵扯到复杂的数学计算，我们只有设置断点，慢慢来分析了。往往是结果分析出来了，我们的耐心也消耗差不多了。如果在系统中嵌入μＣ／ＯＳ－Ⅱ，事情就简单多了。我们可以把整个程序分成许多任务，每个任务相对独立。然后在每个任务中设置超时函数，时间用完以后，任务必须交出ＣＰＵ的使用权。即使一个任务发生问题，也不会影响其它任务的运行。这样既提高了系统的可靠性，同时也使得调试程序变得容易。需要指出的是，这里所说的容易是建立在开发人员对μＣ／ＯＳ－Ⅱ有所了解并有实际操作经验的基础上的。
（2）在单片机系统中嵌入μＣ／ＯＳ－Ⅱ将增加系统的开销，这在许多书籍和资料中都提到过。现在我们所使用的５１单片机，一般是指８７Ｃ５１或者８９Ｃ５１，其片内都带有一定的ＲＡＭ和ＲＯＭ。对于一些简单的程序，如果采用传统的编程方法，已经不需要外扩存储器了。如果在其中嵌入μＣ／ＯＳ－Ⅱ，在只需要使用任务调度、任务切换、信号量处理、延时或超时服务的情况下，也不需要外扩ＲＯＭ了，但是外扩ＲＡＭ是必须的。由于μＣ／ＯＳ－Ⅱ是可裁减的操作系统，其所需要的ＲＡＭ大小就依赖于我们对操作系统一些功能的选择。举个例子说，μＣ／ＯＳ－Ⅱ允许用户定义最大任务数。由于我们每建立一个任务，都要产生一个与之相对应的数据结构ＴＣＢ，该数据结构要占用很大一部分内存空间。所以我们在定义最大任务数时，一定要考虑实际情况的需要。如果定的过大，势必会造成不必要的浪费。嵌入μＣ／ＯＳ－Ⅱ以后总的ＲＡＭ需求可以由下式得出：ＲＡＭ总需求＝应用程序的ＲＡＭ需求＋内核数据区的ＲＡＭ需求＋任务栈需求＋最大中断嵌套栈需求任务数所幸的是μＣ／ＯＳ－Ⅱ可以对每个任务分别定义堆栈空间的大小，我们可根据任务的实际需求来进行栈空间的分配。但不管怎么说，在ＲＡＭ容量有限的情况下，我们还是应该注意一下对大型数组、数据结构和函数的使用，别忘了，函数的形式也是要推入堆栈的。
3.μＣ／ＯＳ－Ⅱ的移植也是一件需要值得注意的工作。如果我们手中没有现成的移植实例，我们就必须自己来编写移植代码。虽然只需要改动两个文件，但仍需要对相应的微处理器比较熟悉才行。最好参照已有的移植实例。另外，即使我们有移植实例，在编程前最好也要阅读一下，因为里面牵扯到堆栈操作。我们在编写中断服务程序时，把寄存器推入堆栈的顺序必须与移植代码中的顺序相对应。
4.和其它一些著名的嵌入式操作系统不同，μＣ／ＯＳ－Ⅱ在单片机系统中的启动过程比较简单。它不象有些操作系统那样，需要把内核编译成一个映像文件写入ＲＯＭ中。上电复位后，再从ＲＯＭ中把文件加载到１ＲＡＭ中去，然后再运行应用程序。μＣ／ＯＳ－Ⅱ的。
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μＣ／ＯＳ－Ⅱ是由Ｌａｂｒｏｓｓｅ先生编写的一个开放式的内核，最主要的特点就是它是源码公开的自由软件。这一点对于用户来说可谓利弊各半；好处在于，一方面它是免费的；另一方面用户可以根据自己的需要对它进行修改。坏处在于，它缺乏必要的支持。它没有功能强大的软件包，用户通常得自己编写驱动程序，特别是如果用户使用的是不太常用的单片机，还必须自己编写移植程序 2.μＣ／ＯＳ－Ⅱ自身的一些特点 ：
（1）μＣ／ＯＳ－Ⅱ是一个占先式的内核，即已经准备就绪的高优先级任务可以剥夺正在运行的低优先级任务的ＣＰＵ使用权。这个特点使得它的实时性比非占先式的内核要好。通常我们都是在中断服务程序中使高优先级任务进入就绪态例如发信号，这样退出中断服务程序后，将进行任务切换，高优先级任务将被执行。我们拿５１单片机为例，比较一下就可以发现这样做的好处。假如我们需要用中断方式采集一批数据并进行处理。在传统的编程方法中我们不能在中断服务程序中进行复杂的数据处理，因为这会使得关中断时间过长。所以我们经常采用的方法是置一标志位，然后退出中断。由于主程序是循环执行的，所以它总有机会检测到这一标志并转到数据处理程序中去。但是因为我们无法确定发生中断时程序到底执行到了什么地方，我们也就无法判断要经过多长时间数据处理程序才会执行，中断响应时间无法确定，系统的实时性不强。如果使用μＣ／ＯＳ－Ⅱ的话，我们只要把数据处理程序的先优级设定的高一些并在中断服务程序中使它进入就绪态，中断结束后数据处理程序就会被立即执行。这样我们可以把中断响应时间限制在一定的范围内。对于一些对中断响应时间有严格要求的系统，这是必不可少的。但应该指出的是如果数据处理程序简单，这样做就未必合适。因为μＣ／ＯＳ－Ⅱ要求在中断服务程序末尾使用ＯＳＩＮＴＥＸＩＴ函数以判断是否进行任务切换，这需要花费一定的时间。
（2）μＣ／ＯＳ－Ⅱ和我们所知道的Ｌｉｎｕｘ等分时操作系统不同，它不支持时间片轮转法。它是一个基于优先级的实时操作系统。每一个任务的优先级必须不同分析它的源码会发现，μＣ／ＯＳ－Ⅱ把任务的优先级当作任务的标识来使用，如果优先级相同，任务将无法区分。进入就绪态的优先级最高的任务首先得到ＣＰＵ的使用权，只有等它交出ＣＰＵ的使用权后，其他任务才可以被执行。所以它只能说是多任务，不能说是多进程，至少不是我们所熟悉的那种多进程。μＣ／ＯＳ－Ⅱ的这种特性是好是坏，主要看从什么角度来判断了。显而易见，如果只考虑实时性，它当然比分时系统好，它可以保证重要任务总是优先占有ＣＰＵ。但是在系统中，重要任务毕竟是有限的，这就使得划分其它任务的优先权变成了一个让人费神的问题。另外，有些任务交替执行反而对用户更有利。例如，当你用单片机控制两小块显示屏时，无论是编程者还是使用者肯定希望它们同时工作，而不是显示完一块显示屏的信息以后再显示另一块显示屏的信息。笔者在写这篇文章的时候正好遇到这样的一个问题，当时就想：要是μＣ／ＯＳ－Ⅱ即支持优先级法又支持时间片轮转法该有多好
（3）μＣ／ＯＳ－Ⅱ对共享资源提供了保护机制。正如上文所提到的，μＣ／ＯＳ－Ⅱ是一个支持多任务的操作系统。我们可以把一个完整的程序划分成几个任务，不同的任务执行不同的功能。这样，一个任务就相当于模块化设计中的一个子模块。我们在任务中添加代码时，只要不是共享资源就不必担心互相之间有影响。而对于共享资源比如串口，μＣ／ＯＳ－Ⅱ也提供了很好的解决办法。一般情况下我们使用的是信号量的方法。简单地说，我们创建一个信号量并对它进行初始化。当一个任务需要使用一个共享资源时，它必须先申请得到这个信号量。而一旦它得到了此信号量，那就只有等它使用完了该资源，信号量才会被释放。在这个过程中即使有优先权更高的任务进入了就绪态，因为无法得到信号量，也不能使用该资源。这个特点的好处显而易见，我们还拿传统的单片机程序来做比较。当显示屏正在显示信息的时候，外部产生了一个中断，在中断服务程序中我们需要显示屏显示其它信息。这样，退出中断服务程序后，原有的信息就可能被破坏了。而在μＣ／ＯＳ－Ⅱ中采用信号量的方法时，只有显示屏把原有信息显示完毕后才可以显示新信息，从而可以避免这个现象。不过，采用这种方法是以牺牲系统的实时性为代价的。如果显示原有信息需要耗费大量时间，系统只好等待。从结果上看，等于延长了中断响应时间，这对于未显示信息是报警信息的情况，无疑是致命的。发生这种情况，在μＣ／ＯＳ－Ⅱ中称为优先级反转。简单的说，就是高优先级任务必须等待低优先级任务的完成。在上述情况下，在两个任务之间发生优先级反转是无法避免的。所以在使用μＣ／ＯＳ－Ⅱ时，我们必须对所开发的系统了解清楚才能选择对于某种共享资源是否使用信号量。
3.μＣ／ＯＳ－Ⅱ在单片机使用中的一些特点
（1）.在单片机系统中嵌入μＣ／ＯＳ－Ⅱ将增强系统的可靠性，并使得调试程序变得简单起来。让我们先来回顾一下在传统的单片机开发工作中经常遇到的一些麻烦。当我们千辛万苦的编完程序时，在调试过程中要不是程序跑飞了，就是陷入死循环。对于第一种情况，我们可以加看门狗。而对于后一种情况，尤其是其中牵扯到复杂的数学计算，我们只有设置断点，慢慢来分析了。往往是结果分析出来了，我们的耐心也消耗差不多了。如果在系统中嵌入μＣ／ＯＳ－Ⅱ，事情就简单多了。我们可以把整个程序分成许多任务，每个任务相对独立。然后在每个任务中设置超时函数，时间用完以后，任务必须交出ＣＰＵ的使用权。即使一个任务发生问题，也不会影响其它任务的运行。这样既提高了系统的可靠性，同时也使得调试程序变得容易。需要指出的是，这里所说的容易是建立在开发人员对μＣ／ＯＳ－Ⅱ有所了解并有实际操作经验的基础上的。
（2）在单片机系统中嵌入μＣ／ＯＳ－Ⅱ将增加系统的开销，这在许多书籍和资料中都提到过。现在我们所使用的５１单片机，一般是指８７Ｃ５１或者８９Ｃ５１，其片内都带有一定的ＲＡＭ和ＲＯＭ。对于一些简单的程序，如果采用传统的编程方法，已经不需要外扩存储器了。如果在其中嵌入μＣ／ＯＳ－Ⅱ，在只需要使用任务调度、任务切换、信号量处理、延时或超时服务的情况下，也不需要外扩ＲＯＭ了，但是外扩ＲＡＭ是必须的。由于μＣ／ＯＳ－Ⅱ是可裁减的操作系统，其所需要的ＲＡＭ大小就依赖于我们对操作系统一些功能的选择。举个例子说，μＣ／ＯＳ－Ⅱ允许用户定义最大任务数。由于我们每建立一个任务，都要产生一个与之相对应的数据结构ＴＣＢ，该数据结构要占用很大一部分内存空间。所以我们在定义最大任务数时，一定要考虑实际情况的需要。如果定的过大，势必会造成不必要的浪费。嵌入μＣ／ＯＳ－Ⅱ以后总的ＲＡＭ需求可以由下式得出：ＲＡＭ总需求＝应用程序的ＲＡＭ需求＋内核数据区的ＲＡＭ需求＋任务栈需求＋最大中断嵌套栈需求任务数所幸的是μＣ／ＯＳ－Ⅱ可以对每个任务分别定义堆栈空间的大小，我们可根据任务的实际需求来进行栈空间的分配。但不管怎么说，在ＲＡＭ容量有限的情况下，我们还是应该注意一下对大型数组、数据结构和函数的使用，别忘了，函数的形式也是要推入堆栈的。
3.μＣ／ＯＳ－Ⅱ的移植也是一件需要值得注意的工作。如果我们手中没有现成的移植实例，我们就必须自己来编写移植代码。虽然只需要改动两个文件，但仍需要对相应的微处理器比较熟悉才行。最好参照已有的移植实例。另外，即使我们有移植实例，在编程前最好也要阅读一下，因为里面牵扯到堆栈操作。我们在编写中断服务程序时，把寄存器推入堆栈的顺序必须与移植代码中的顺序相对应。
4.和其它一些著名的嵌入式操作系统不同，μＣ／ＯＳ－Ⅱ在单片机系统中的启动过程比较简单。它不象有些操作系统那样，需要把内核编译成一个映像文件写入ＲＯＭ中。上电复位后，再从ＲＯＭ中把文件加载到１ＲＡＭ中去，然后再运行应用程序。μＣ／ＯＳ－Ⅱ的。