具体做法为 ：对就绪队列中的所有进程 ，仍按截止期限来确定 优先级别 ；然后在激活进程的事件到来时和调度时，根据下式 判断是否会有进程按照原来确定的优先级超出该进程的截止期 限，如果有则取消该进程，其他进程的优先级别不变。
d D t1 E
d：进程的截止裕度 D：进程的截止期限 t1：系统当前时间 E：估算的进程运行时间
调度器引起的调度延时会反映到中断延时中，从而影响中断 延时的大小，因为中断的服务有时是用一个进程来完成的。 调度延时由两部分组成：一部分是调度器在调度工作时所必 (可明确大小) 须耗费的时间 ；一部分是调度器等待调度所需要的 时间(不可明确大小)。
在操作系统中，在中断过程中是不允许进程调度的，中 断的优先权是大于所有进程的。即调度器只能等待所有 中断服务都结束之后才能进行进程调度。 如果中断嵌套层次很多，这个延时的长度就很可观了！
在实时系统中是否以及如何使用DMA技术，在设计系统时要慎重考虑。一般在实时性要求 较高的硬实时系统中不使用DMA技术
实时计算机系统最好采用RISC指令系统。 两个原因：一是RISC指令系统的指令执行时间比CISC 系统指令短得多，所以指令执行时间所引起的中断延时 也会小得多；二是在CISC指令系统中，指令的执行时间 极不均匀，短的指令只需要几个时钟脉冲，长的指令需 要几十个脉冲才能完成，这就给程序模块执行时间的预 测带来了困难，使之难于满足实时系统执行时间可预测 的要求。
2、实时系统的特点
通常 ，把必须在有限时间内完成的任务叫做实时任务，用 来完成实时任务的系统就是实时系统 实时任务具有确切的完成期限
时间要求严格的称为硬实时系统；要求不严格的称为软实时系统
实时任务的活动是不可逆的 实时任务大多由外部事件激活的
2.2.2 计算机实时操作系统
用来完成实时任务的计算机系统叫做实时计算机系统 在实时计算机系统中配备的能满足实时任务需要的操作系统 叫做实时操作系统
实时系统的定义：
① 能及时响应外部事件的请求 ② 能在一个规定的时间内完成对事件的处理 两个基本要求： ①实时系统必须产生正确的计算结果，称为逻辑或功能正确 （Logical or Functional Correctness） ②实时系统的计算必须在预定的时间内完成，称为时间正确 （Timing Correctness）
自动驾驶仪或发动机状态监测系统
洗衣机中提供 不同的洗涤模式 工业自动化仪表 工业流水线控制
安装到音像设备中 可以获得高保真的 音响和影像等
导航设备
嵌入式系统常用芯片
嵌入式系统的特点： 专用性强 嵌入式系统通常是面向某个特定应用的，所以 它的硬件和软件(尤其是软件)，都是为特定用户群来设计的， 具有专用性的特点。 实时性好 目前的嵌入式系统或多或少都具备实时性。在 硬件极少使用存取速度慢的磁盘等存储器；在软件上需精心 设计，使系统能够快速响应外部事件。 可裁剪性好 为了使嵌入式系统产品在通用和专用之间达 到某种平衡，把嵌入式系统硬件和操作系统设计成可裁剪的， 以便使嵌入式系统开发人员根据实际应用需要来量体裁衣， 去除冗余，从而使系统在满足应用要求的前提下达到最精简 的配置。
CISC复杂指令系统：指令种类多、指令格式不规范、寻址方式多 RISC精简指令系统：从复杂指令集中精简出来的，只包含处理器经常使用的指令，具有 简单高效的特点。对不常用的处理器功能，常通过组合指令来完成
2、实时调度
为了使内核是可剥夺型的，实时操作系统的调度器必须 采用基于优先级的调度算法。 代表性的实时调度算法介绍： ① 单调速率RM(Rate-Monotonic)算法 是一种典型的静态优先级调度算法，主要用来处理周期性实时 进程。凡是执行周期越短、执行频度越高的进程，其紧急程度 越高，优先级别越高；反之其紧急程度越低，优先级别越低 令进程的优先级别为prio（取整数）
d>0：意味着该进程在截止期限到来之前可以运行完毕， 即其计算结果时间正确，这种进程叫做截止期限可达的 进程 d<0：截止期限不可达的进程
×
④ 最小裕度算法 使用进程的截止裕度d来确定进程的优先级别： 截止裕度d小的进程，优先级别高 截止裕度d大的进程，优先级别低
4、实时进程的可调度性
所谓实时进程的可调度性，指多个实时进程是否可经过适当 的调度使它们都能正确地完成工作。 ① 对于使用单调速率算法的周期性进程集 ，若满足下列条件：
可靠性高 嵌入式系统通常应用在涉及产品质量、人身设 备安全、国家机密等重大场合，所以与普通系统相比较，对 嵌入式系统可靠性的要求极高 功耗低 有很多嵌入式系统的宿主对象都是一些小型应用 系统，例如移动电话、MP3、数码相机等，这些设备不可能 配备容量较大的电源，因此低功耗一直是嵌入式系统追求的 目标。通常嵌入式系统中的软件及数据一般不存储于磁盘等 载体中，而大多存储在EPROM、EEPROM或闪存(Flash Memory) 中
工业锅炉压力和温度数据采集处理系统
② 截止期限最早优先算法 算法思想，进程截止期限（由系统设计者根据系统的实 时要求给出的进程完成的最晚时间值）越近，则这个进 程紧急程度越高，优先级别越高，具体实施时按优先级 别来排队
例题：在系统中，某个事件在t=0时刻激活了三个实时进程：进程A、B 和C，已知这三个进程的截止期限分别为DA、DB和DC，三个进程的运 行情况如所示
例题：有三个同时发生的周期型进程，进程1、进程2 和进程3，这三个进程的周期分别为P1＝70ms、P2＝ 80ms和P3＝30ms，它们完成任务所需的时间分别为 C1＝20ms、C2＝15ms和C3＝10ms。试判断该进程 集是否为可调度的？ 答：
20 15 10 0.807 1 70 80 30
2.2 实时操作系统
2.2.1 实时系统及其特点
1、什么是实时系统
实例1
在舰船的头部通常装有用来发现礁石的声纳，以避免发生触礁事故。现用一个计 算机系统接收并处理声纳信号，处理结果用来控制舵机的动作
必须在有限的时间 内获得正确结果
若声纳发现礁石，此时舰船将在10 min后与礁石相撞；而舵机完成合理的规避动 作需要8 min ，则留给计算机系统用来计算和控制舵机做出合理动作所需的时间 就不能超过2 min，并且应保证计算结果正确无误
满足要求，所以题目中的三个进程是可调度的
5、实时系统的时钟
实时时钟是实时操作系统的时间基准，没有实时时钟，就没 有实时系统的一切活动 实际应用中，实时时钟是通过硬件时钟中断实现的
实时时钟是一种计时器，就像一只正常行走的钟表
实时时钟的缩写是RTC (Real_Time Clock) RTC 是集成电路，通常称为时钟芯片
若事件在t=t1时刻激活这三个 进程 可以想象：进程A和进程B均不 能在截止期限完成，即出现时 间不正确！！！
进程运行时间
进程截止时间
③ 可达截止期限最早优先算法 该算法是对期限最早优先算法的改进，其主要思想是： 在调度时，先观察所有被激活的进程里是否有进程在该 进程的截止期限内干不完事情的。如果有（反正干完也 没有用），该进程就不被运行，而去运行那些能把工作 做完的进程。
第二章 嵌入式系统 和嵌入式实时操作系统
2.1 嵌入式系统 2.2 实时操作系统 2.3 嵌入式实时操作系统
2.1 嵌入式系统
为了区别于原有的通用计算机系统，人们把嵌入到对象体系 中，为实现对象体系智能化控制的计算机系统，称做嵌入式 计算机系统，简称嵌入式系统
在人们的日常生活中随时都可看到嵌入式系统的应用：
当具有高优先级别的中断请求（通常对应于更紧急的实 时任务）出现时，若处理器正处于关闭中断状态，则该 中断不会被响应。这对于紧急任务来说就是一个延时， 低级中断服务程序关闭中断时间越长，这段延时也就越 长，对紧急任务的及时处理就越不利。
如何解决：例Linux系统把中断服务程序分为前后两部分，把必须在关中断状态进行的任 务放在前半部分并使其尽可能短，而把大多数工作放在了中断开放的后半部分
1、实时操作系统
目前用来保证系统实时性的主要是软件，特别是操作系统。 实时操作系统的设计应尽量满足5个条件 ： ① 实时操作系统必须是多任务系统 多任务系统把一个大的应用程序分成相对独立的多个任务来 完成，给应用程序的设计和维护提供了极大的方便。同时， 这种组织方式特别适合用外部事件来激活
Байду номын сангаас
② 实时操作系统的内核应该是可剥夺型的 调度器能以强硬的方式获得处理器使用权并分配给另外的进 程。系统中的每个进程都有一个表示其紧急程度的优先级 别，调度器根据优先级别来决定是否要剥夺当前进程的处理 器使用权。 ③ 进程调度的延时可预测并尽可能小 该延时指的是调度器进行任务切换时所需要的时间。该时间 必须是可预知的，即调度器所用的时间不能受其他因素（例 如任务数目）的影响。 调度时间是否可预测主要取决于调度算法。
20 15 10 0.807 70 80 30
n n 2 1 3 3 2 1 0.777



不满足要求，所以题目中的三个进程是不可调度的
② 对于使用截止期优先算法或最小裕度算法的周期性进程集， 若满足下列条件： n
Ci 1 i 1 P i
则这个进程集被称为是可调度的
④ 系统提供的服务时间可预知
实时操作系统提供的所有服务的运行时间必须是可预知 的，至少要有一个最坏界限 ⑤ 中断延时尽可能小
外部事件 （发出中断申请）
处理器 （系统内核接受该请求并做出中断响应）
从请求发出到中断被响应所经历的时间称为中断延时
有哪些因素影响中断延时的大小？ 首先处理器不是随时都可以响应中断申请的。处理器关闭中 断时不能响应中断申请；处理器在正在执行一条指令时也不 能响应中断申请。
这种延时的可预测性极差，是设计实时系统的难点之一
造成中断延时的因素还有DMA(直接内存访问Direct