对无线传感网络操作系统现状 调查（二）

6 MANTIS 

       MANTIS提供了一种心得多线程OS for WSNs,MANTIS 是一种轻量级的节能的OS，它可以只占有500byte的封装，其中包含 kernel  scheduler 和网络协议栈。太多额key feature 是可移植在多种平台上。

     

     6.1  体系结构

       MOS 是分层体系结构，每层都作为一个曾强型的虚拟机为上层提供服务，

 

 

 

      layer 3：网络协议栈 command Server ，用户级线程

      layer 2: MANTIS  system API

      layer 1: kernel/ Scheduler, Communication Layer (MAC and PHY), Device Divers

      layer 0: Hardware

 

 

      ThE MOS kernell 只处理时钟中断，所有的其他中断都会直接发送的与之对应的硬件驱动上去，当硬件驱动收到一个中断，它发送一个信号，去激活一个等待的线程，这个线程将会处理引起这个中断的事件。

 

      6.2 编程模型

       MOS 支持抢占式多线程，MOS设计为多线程的原因是“一个线程驱动系统，适当的修改threading package 将会取得更好的表现在并发性强的应用中“，传感器内存是受限资源，所以MOS 主张分成两个逻辑层of RAM，在编译的时候为全局变量分配空间，同时将剩下的RAM管理为一个堆，每当一个线程被创建，栈空间由kernel从heap中分配。当线程退出的时候，栈空间会被返回到heap中，线程table是线程的主要数据结构当其被kernel创建的时候，在thread table 每个线程都有一个entry，MOS 静态的为thread table 分配内存，所以可以修改线程的最大数目，线程的最大数目可以在编译的时候作调整，默认值是12，每个thread table entry 由10个字节组成，包括 当前的栈指针，栈边界信息（base pointer and  size），指向线程起始函数的指针，线程优先级，以及指向下一个线程的指针，当一个线程被挂起的时候，它的上下文被保存在栈空间上。每个条目10个字节，默认12个条目，所以缺省的分配空间是120bytes，默认时间片是10ms，在时钟中断的帮助下完成切换，post a semaphore 也可以引起调度。

 

       在MOS的多线程支持是以上下文切换和栈空间 消耗为代价的，  调查显示每次任务切换会话费60 微秒，相比这个花销来说，每次时间片是10ms，所以任务切换的花销还不是很大。另一方面是栈空间分配，默认的栈空间大小是128bytes，并且MICA2 motes（ 一种芯片）有4kb RAm，既然MOS内核只占有500bytes，这个空间说明多线程是可以被支持。

 

     MOS 避免使用 二值信号量和计数信号量，一个semaphore在MOS 是一个5字节的结构，在需要的应用中被声明，这个semaphore 结构 包含一个锁或者 count byte along with head and tail pointers.

 

    6.3 调度