九.输入/输出保护为了支持多任务，80386不仅要有效地实现任务隔离，而且还要有效地控制各任务的输入/输出，避免输入/输出冲突。本文将介绍输入输出保护。 这里下载本文源代码。 <一>输入/输出保护80386采用I/O特权级IPOL和I/O许可位图的方法来控制输入/输出，实现输入/输出保护。 1.I/O敏感指令输入输出特权级(I/O Privilege Level)规定了可以执行所有与I/O相关的指令和访问I/O空间中所有地址的最外层特权级。IOPL的值在如下图所示的标志寄存器中。 标 志寄存器 BIT31—BIT18 BIT17 BIT16 BIT15 BIT14 BIT13—BIT12 BIT11 BIT10 BIT9 BIT8 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 00000000000000 VM RF 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF I/O许可位图规定了I/O空间中的哪些地址可以由在任何特权级执行的程序所访问。I/O许可位图在任务状态段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保护方式下的执行条件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 设置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 从I/O地址读出数据 CPL<=IOPL或I/O位图许可 INS 从I/O地址读出字符串 CPL<=IOPL或I/O位图许可 OUT 向I/O地址写数据 CPL<=IOPL或I/O位图许可 OUTS 向I/O地址写字符串 CPL<=IOPL或I/O位图许可 上表所列指令称为I/O敏感指令，由于这些指令与I/O有关，并且只有在满足所列条件时才可以执行，所以把它们称为I/O敏感指令。从表中可见，当前特权级不在I/O特权级外层时，可以正常执行所列的全部I/O敏感指令；当特权级在I/O特权级外层时，执行CLI和STI指令将引起通用保护异常，而其它四条指令是否能够被执行要根据访问的I/O地址及I/O许可位图情况而定(在下面论述)，如果条件不满足而执行，那么将引起出错码为0的通用保护异常。 由于每个任务使用各自的EFLAGS值和拥有自己的TSS，所以每个任务可以有不同的IOPL，并且可以定义不同的I/O许可位图。注意，这些I/O敏感指令在实模式下总是可执行的。 2.I/O许可位图如果只用IOPL限制I/O指令的执行是很不方便的，不能满足实际要求需要。因为这样做会使得在特权级3执行的应用程序要么可访问所有I/O地址，要么不可访问所有I/O地址。实际需要与此刚好相反，只允许任务甲的应用程序访问部分I/O地址，只允许任务乙的应用程序访问另一部分I/O地址，以避免任务甲和任务乙在访问I/O地址时发生冲突，从而避免任务甲和任务乙使用使用独享设备时发生冲突。 因此，在IOPL的基础上又采用了I/O许可位图。I/O许可位图由二进制位串组成。位串中的每一位依次对应一个I/O地址，位串的第0位对应I/O地址0，位串的第n位对应I/O地址n。如果位串中的第位为0，那么对应的I/O地址m可以由在任何特权级执行的程序访问；否则对应的I/O地址m只能由在IOPL特权级或更内层特权级执行的程序访问。如果在I/O外层特权级执行的程序访问位串中位值为1的位所对应的I/O地址，那么将引起通用保护异常。 I/O地址空间按字节进行编址。一条I/O指令最多可涉及四个I/O地址。在需要根据I/O位图决定是否可访问I/O地址的情况下，当一条I/O指令涉及多个I/O地址时，只有这多个I/O地址所对应的I/O许可位图中的位都为0时，该I/O指令才能被正常执行，如果对应位中任一位为1，就会引起通用保护异常。 80386支持的I/O地址空间大小是64K，所以构成I/O许可位图的二进制位串最大长度是64K个位，即位图的有效部分最大为8K字节。一个任务实际需要使用的I/O许可位图大小通常要远小于这个数目。 当前任务使用的I/O许可位图存储在当前任务TSS中低端的64K字节内。I/O许可位图总以字节为单位存储，所以位串所含的位数总被认为是8的倍数。从前文中所述的TSS格式可见，TSS内偏移66H的字确定I/O许可位图的开始偏移。由于I/O许可位图最长可达8K字节，所以开始偏移应小于56K，但必须大于等于104，因为TSS中前104字节为TSS的固定格式，用于保存任务的状态。 1.I/O访问许可检查细节保护模式下处理器在执行I/O指令时进行许可检查的细节如下所示。 (1)若CPL<=IOPL，则直接转步骤(8)；(2)取得I/O位图开始偏移；(3)计算I/O地址对应位所在字节在I/O许可位图内的偏移；(4)计算位偏移以形成屏蔽码值，即计算I/O地址对应位在字节中的第几位；(5)把字节偏移加上位图开始偏移，再加1，所得值与TSS界限比较，若越界，则产生出错码为0的通用保护故障；(6)若不越界，则从位图中读对应字节及下一个字节；(7)把读出的两个字节与屏蔽码进行与运算，若结果不为0表示检查未通过，则产生出错码为0的通用保护故障；(8)进行I/O访问。设某一任务的TSS段如下： TSSSEG SEGMENT PARA USE16 TSS <> ;TSS低端固定格式部分 DB 8 DUP(0) ;对应I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;对应I/O端口40H—47H DB 01100000B ;对用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;对应I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位图结束字节TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假设IOPL=1，CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常执行，有些会引起通用保护异常： in al,21h ;(1)正常执行 in al,47h ;(2)引起异常 out 20h,al ;(3)正常实行 out 4eh,al ;(4)引起异常 in al,20h ;(5)正常执行 out 20h,eax ;(6)正常执行 out 4ch,ax ;(7)引起异常 in ax,46h ;(8)引起异常 in eax,42h ;(9)正常执行 由上述I/O许可检查的细节可见，不论是否必要，当进行许可位检查时，80386总是从I/O许可位图中读取两个字节。目的是为了尽快地执行I/O许可检查。一方面，常常要读取I/O许可位图的两个字节。例如，上面的第(8)条指令要对I/O位图中的两个位进行检查，其低位是某个字节的最高位，高位是下一个字节的最低位。可见即使只要检查两个位，也可能需要读取两个字节。另一方面，最多检查四个连续的位，即最多也只需读取两个字节。所以每次要读取两个字节。这也是在判别是否越界时再加1的原因。为此，为了避免在读取I/O许可位图的最高字节时产生越界，必须在I/O许可位图的最后填加一个全1的字节，即0FFH。此全1的字节应填加在最后一个位图字节之后，TSS界限范围之前，即让填加的全1字节在TSS界限之内。 I/O许可位图开始偏移加8K所得的值与TSS界限值二者中较小的值决定I/O许可位图的末端。当TSS的界限大于I/O许可位图开始偏移加8K时，I/O许可位图的有效部分就有8K字节，I/O许可检查全部根据全部根据该位图进行。当TSS的界限不大于I/O许可位图开始偏移加8K时，I/O许可位图有效部分就不到8K字节，于是对较小I/O地址访问的许可检查根据位图进行，而对较大I/O地址访问的许可检查总被认为不可访问而引起通用保护故障。因为这时会发生字节越界而引起通用保护异常，所以在这种情况下，可认为不足的I/O许可位图的高端部分全为1。利用这个特点，可大大节约TSS中I/O许可位图占用的存储单元，也就大大减小了TSS段的长度。 <二>重要标志保护输入输出的保护与存储在标志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相关，显然不能允许随便地改变IOPL，否则就不能有效地实现输入输出保护。类似地，对EFLAGS中的IF位也必须加以保护，否则CLI和STI作为敏感指令对待是无意义的。此外，EFLAGS中的VM位决定着处理器是否按虚拟8086方式工作。 80386对EFLAGS中的这三个字段的处理比较特殊，只有在较高特权级执行的程序才能执行IRET、POPF、CLI和STI等指令改变它们。下表列出了不同特权级下对这三个字段的处理情况。 不同特权级对标志寄存器特殊字段的处理 特权级 VM标志字段 IOPL标志字段 IF标志字段 CPL=0 可变(初POPF指令外) 可变 可变 0 不变 不变 可变 CPL>IOPL 不变 不变 不变 从表中可见，只有在特权级0执行的程序才可以修改IOPL位及VM位；只能由相对于IOPL同级或更内层特权级执行的程序才可以修改IF位。与CLI和STI指令不同，在特权级不满足上述条件的情况下，当执行POPF指令和IRET指令时，如果试图修改这些字段中的任何一个字段，并不引起异常，但试图要修改的字段也未被修改，也不给出任何特别的信息。此外，指令POPF总不能改变VM位，而PUSHF指令所压入的标志中的VM位总为0。 <三>演示输入输出保护的实例(实例九)下面给出一个用于演示输入输出保护的实例。演示内容包括：I/O许可位图的作用、I/O敏感指令引起的异常和特权指令引起的异常；使用段间调用指令CALL通过任务门调用任务，实现任务嵌套。 1.演示步骤实例演示的内容比较丰富，具体演示步骤如下：(1)在实模式下做必要准备后，切换到保护模式；(2)进入保护模式的临时代码段后，把演示任务的TSS段描述符装入TR，并设置演示任务的堆栈；(3)进入演示代码段，演示代码段的特权级是0；(4)通过任务门调用测试任务1。测试任务1能够顺利进行；(5)通过任务门调用测试任务2。测试任务2演示由于违反I/O许可位图规定而导致通用保护异常；(6)通过任务门调用测试任务3。测试任务3演示I/O敏感指令如何引起通用保护异常；(7)通过任务门调用测试任务4。测试任务4演示特权指令如何引起通用保护异常；(8)从演示代码转临时代码，准备返回实模式；(9)返回实模式，并作结束处理。
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随着 微 电 子技术的飞速发展，电子产品越来越微型化，集成化，自动化，低廉化，进而推动着其它许多产业的发展。特别进人21世纪以来，生物技术与电子技术的结合，成为高科技领域的研究热点。199()年由瑞士的Manz和Widmer首先提出的“微全分析系统”〔’〕(microto talan alysissy stems，即ptTAS)，通俗地称为“建在芯片上的实验室”(Lab on a chip)或简称芯片实验室(Lab chip)，主要组成部分为电泳芯片，同时是进样，分离和检测为一体的微型装置，其在电泳实验中的高效检测性能为生物化学分析仪器发展提供了一种借鉴。p.TAS广泛应用于生物医学、环境检测、食品卫生、科学以及国防等众多领域。目前 应 用 的大多为多通道的毛细管电泳芯片，这也是芯片发展的一个必然趋势。这不仅对电泳芯片本身的设计和制作提出了更高的要求，也对传感器和数据处理技术提出了新的挑战。考虑成本，集成度，控制能力以及可靠性方面的因素，本系统采用单片机作为实时数据处理、控制以及通讯的硬件平台。如果系统中既有实时的通信任务，同时又有其他实时任务，采用一个廉价的单片机，资源会比较紧张，不仅实现困难，结构复杂，而且效果可能不满意。而采用高性能的处理器，又浪费了其有效资源，所以本系统采用两个MCU协同工作，以并行/分布式多机的思想，构成了电泳芯 片核心的双单片机系统结构。微全 分 析 系 统 进行的多项实时任务，可以划分为以下 几个模块:①采集模块。负责对外围检验设备进行控 制以及对传送过来的信号进行采集和分析;②交互模 块。通过液晶显示，键盘扫描，以及打印等实现实验人 员对前端采集电路的交互操作;③双单片机控制和通 信模块。协调双单片机之间的数据传输和指令传输 ;④网络传输模块。其中一个单片机通过以太网发送接 收数据到上位机。本文提出一种实时多任务的双单片 机控制和通信系统[31的设计，一个MCU基于TCP /IP网络模块的实现。
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提出了以TMS320DM642为平台开发基于DSP/BIOS的大空间网络型火灾探测系统。该系统在DSP/BIOS与RF5参考框架的基础上,利用TCP/IP协议栈设计了多任务线程的应用程序,实现了火灾检测算法的移植与网络开发环境的构建。最终将视频处理结果由以太网传至控制中心,同时控制中心可以利用串口通信线程对CCD摄像机进行参数设置。
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PCC塑料管材生产控制任务的实现：温度控制 塑料管材生产线一个明显的工艺特征就是将聚乙烯或聚丙稀原材料通过挤出机加热 熔融，利用特定的模具挤压出具有特定形状，管径及壁厚符合国家规定标准的不同规格的成品管材。由此可见，温度控制是管材生产工艺的重要组成部分，温度参数的精确度直接影响到管材的性能及质量。 贝加莱智能模块化 PIDXP 控制器，以超越传统 PID 控制器的控制方式，有着新的积 分部分和更好的饱和度，利用 PCC 分时序、多任务的特点，将 PID 调节与加热冷却输出分时控制，并且在不同季节，操作人员只要给出优化命令，系统就可以自动优化出适合当前环境条件的 PID参数，而各区参数的独立性及准确性保证了温度参数的精度，可将其误差控制在 1°的偏差范围内，控制原理图如图 7-32 所示。
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第一章 虚拟仪器及labview入门 １．１ 虚拟仪器概述 １．２ labview是什么？ １．３ labview的运行机制 １．３．１ labview应用程序的构成 １．３．２ labview的操作模板 １．４ labview的初步操作 １．４．１ 创建VI和调用子VI １．４．２ 程序调试技术 １．４．３ 子VI的建立 １．５ 图表（Chart）入门 第二章 程序结构 ２．１ 循环结构 ２．１．１ While 循环 ２．１．２ 移位寄存器 ２．１．３ For循环 ２．２ 分支结构：Case ２．３ 顺序结构和公式节点 ２．３．１ 顺序结构 ２．３．２ 公式节点 第三章 数据类型：数组、簇和波形（Waveform） ３．１ 数组和簇 ３．２ 数组的创建及自动索引 ３．２．１ 创建数组 ３．２．２ 数组控制对象、常数对象和显示对象 ３．２．３ 自动索引 ３．３ 数组功能函数 ３．４ 什么是多态化（Polymorphism）? ３．５ 簇 ３．５．１ 创建簇控制和显示 ３．５．２ 使用簇与子VI传递数据 ３．５．３ 用名称捆绑与分解簇 ３．５．４ 数组和簇的互换 ３．６ 波形（Waveform）类型 第四章 图形显示 ４．１ 概述 ４．２ Graph控件 ４．３ Chart的独有控件 ４．４ XY图形控件（XY Graph） ４．５ 强度图形控件（Intensity Graph） ４．６ 数字波形图控件（Digital Waveform Graph） ４．７ 3D图形显示控件（3D Graph） 第五章 字符串和文件I/ ５．１ 字符串 ５．２ 文件的输入/输出（I/O） ５．２．１ 文件 I/O 功能函数 ５．２．２ 将数据写入电子表格文 ５．３ 数据记录文件（datalog file） 第六章 数据采集 ６．１ 概述 ６．１．１ 采样定理与抗混叠滤波器 ６．１．２ 数据采集系统的构成 ６．１．３ 模入信号类型与连接方式 ６．１．４ 信号调理 ６．１．５ 数据采集问题的复杂程度评估 ６．２ 缓冲与触发 ６．２．１ 缓冲（Buffers） ６．２．２ 触发（Triggering） ６．３ 模拟I/O（Analog I/O） ６．３．１ 基本概念 ６．３．２ 简单 Analog I/O ６．３．３ 中级Analog I/O ６．４ 数字I/O（Digital I/O） ６．５ 采样注意事项 ６．５．１ 采样频率的选择 ６．５．２ ６．５．３ 多任务环境 ６．６ 附：PCI-MIO-16E-4数据采集卡简介 第七章 信号分析与处理 ７．１ 概述 ７．２ 信号的产生 ７．３ 标准频率 ７．４ 数字信号处理 ７．４．１ FFT变换 ７．４．２ 窗函数 ７．４．３ 频谱分析 ７．４．４ 数字滤波 ７．４．５ 曲线拟合 第八章 labview程序设计技巧 ８．１ 局部变量和全局变量 ８．２ 属性节点 ８．３ VI选项设置 第九章 测量专题 ９．１ 概述 ９．１．１ 模入信号类型与连接方式 ９．１．２ 信号调理 ９．２ 电压测量 ９．３ 频率测量 ９．４ 相位测量 ９．５ 功率测量 ９．６ 阻抗测量 ９．７ 示波器 ９．８ 波形记录与回放 ９．９ 元件伏安特性的自动测试 ９．１０ 扫频仪 ９．１１ 函数发生器 ９．１２ 实验数据处理 ９．１３ 频域分析 ９．１４ 时域分析 第十章 网络与通讯 第十一章 仪器控制
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在TI公司TMS320F28XX系列DSP上应用BIOS的编程例子，实现多任务的处理，以及任务之间消息的传送
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拼图游戏源代码，是一个多任务工作在网上的
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界面绚丽，多功能，多任务
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带背景音乐的动画，dos下的多任务实现
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杭州利宇泰公司的基于44B0的ARMSys开发板上的大量源代码，包括ADC、ARP、彩色LCD、外部中断、以太网底层函数、FAT16文件系统、Flash ROM、GUI软件包、Helloworld程序、IIC接口、扫描键盘、Ping程序、44B0内置RTC示例、SDRAM接口、定时器示例、触摸屏示例、UART示例和uC/OS-II的移植、应用（包括多任务、任务间通信、中断服务程序）、UDP数据传输、USB固件编写等程序代码和工程。一次性共享给大家使用。可以作为其他samsung44B0开发板上应用程序的下载。
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