随着嵌入式系统性能的提高,嵌入式应用日益广泛,传统的前后台设计模式已经不能满足日益复杂的应用需求,任务响应时间长,各功能模块之间耦合度高,代码难以重用不便扩展等问题越来越突出,这使得在嵌入式系统中引入实时操作系统变得越来越迫切。在此背景下,本文设计并实现了一种以Microchip公司生产的高性能16位PIC24F微控制器为硬件平台的嵌入式实时操作系统,主要由实时内核和精简的TCP/IP协议栈组成。实时内核是基于PIC24F系列微控制器开发的,主要包括实时多任务调度、任务间同步与通信、中断管理以及时间管理等模块。多任务调度采用基于优先级的抢占式调度策略,实现了微秒级的响应时间,能够很好的满足嵌入式系统对实时性能的要求。任务间通过信号量机制实现同步与互斥,通过消息和邮箱机制实现任务间的通信。实时内核支持嵌套层数最多为3层的中断嵌套,嵌套栈与任务栈相互独立,并提供10ms的时钟节拍和以该时钟节拍为间隔的软件定时器供用户使用。为了满足嵌入式系统的数据通讯要求,本文以Microchip公司提供的协议栈MCHPStack作为参考原型,对该协议栈内各层协议以及协议内功能函数进行裁剪和修改,开发了精简TCP/IP协议栈,实现了基于RTL8019AS芯片的以太网驱动程序和ARP、IP、ICMP、TCP等协议以及精简协议栈与嵌入式操作系统的融合,最终实现了数据在局域网和Internet上的正确传输。最后,为了便于对嵌入式实时操作系统进行评价,在分析了系统各项实时性能指标的基础上,设计了合理的测试项目对操作系统实时性能进行了实际测试,测试结果表明本文设计的嵌入式实时操作系统具有较好的实时性,满足实际应用需求。目前,本文设计的嵌入式实时操作系统已经在山东省寿光商务小区能量管理系统中成功运行,通过该系统的运行,验证了设计的嵌入式实时操作系统具有良好的稳定性和可靠性。