嵌入式操作系統μC／OS-Ⅱ是一個可裁剪、源碼開放、結構小巧、搶先式的實時多任務內核，主要面向中小型嵌入式系統，具有執行效率高，占用空間小，可移植性強，實時性能優良和可擴展性強等特點。數控系統是一個典型的強實時性系統，具有可確定性。可確定性主要是確保條件出現到由此引起的動作開始（或者結束）的時間在一個準確的時段內。在數控系統中，條件是由操作員的指令（如：緊急停止、移動x軸等）或是機床的狀態（如刀具破損等）引起的。本文分析了數控系統任務的特點，結合μC／OS-Ⅱ的內核體系，對μC／OS-Ⅱ的任務分類、任務調度和中斷服務策略做了改進，使其更加適合于數控系統的應用。
　　1 μC／OS-Ⅱ對任務的分類
　　μC／OS-Ⅱ中每個任務有5種狀態：休眠（DORMANT）、就緒（READY）、運行（RUNNING）、等待（WAITING）、中斷（ISR）。休眠狀態的任務駐留在存儲器中，還未被內核使用；就緒狀態的任務準備執行，優先級低于當前執行的任務，沒有得到CPU控制權；任務得到CPU控制權后就處于運行狀態；等待事件發生的任務處于等待狀態，事件可以是I／O操作完成、共享資源可以利用、時鐘周期到等；任務執行過程被中斷服務例程中斷，任務就處于中斷狀態。
　　2 μC／OS-Ⅱ面向數控系統的改進
　　2．1 數控系統任務的特點
　　在數控系統中，任務可分為兩種：周期運行的任務和信號觸發運行的任務，這里所說的信號即包括硬件信號，也包括軟件信號。周期運行的任務有定時信號采樣、定時I／O口掃描、定時通信等。信號觸發運行的任務有中斷信號（硬件信號）觸發的中斷服務任務，命令消息信號（軟件信號）觸發的命令解釋任務等。另外，數控系統中，有些任務還具有運行時間短，運行頻率高，要求實時性高的特點，如信號采樣、數控機床中的插補控制等。
　　2．2 改進后的任務劃分
　　在改進后的嵌入式操作系統中任務分為兩類：普通任務和搶占式任務。普通任務指通過操作系統調度器調度運行的任務，調度方法如圖1所示；搶占式任務指那些不通過調度器調度運行，而是在中斷處理中直接運行的任務。下面詳細說明這兩種任務。
　　
　　2．2．1 普通任務
　　根據數控系統任務多為周期任務和信號觸發任務這一特點，將普通任務分為兩種：定時運行的周期任務（簡稱周期任務）和信號觸發運行的隨機任務（簡稱隨機任務）。相應的，任務狀態被劃分為6種：運行態、就緒態、等待態、停止態、掛起態和中斷態。圖1為改進后的任務狀態切換圖。
　　在這六種狀態中，運行態、就緒態和中斷態對應μC／OS-Ⅱ的READY，RUNNING和ISR；掛起態是任務在執行完成前，因等待某事件或資源而被迫停止運行，等待事件或資源到來的狀態；等待態是周期任務完成一次運行，等待運行周期到再次運行時的狀態；停止態是隨機任務等待其觸發信號的狀態。這里去掉了休眠態，即沒有任務的刪除，所有的任務一旦建立，在系統運行期間一直存在。這樣的處理是因為在數控系統應用中，所有建立的任務一定是有用的，即在系統運行期間一定會被執行，無用的代碼和任務不會被添加。在μC／OS-Ⅱ中，設定每個任務都是一個無限的循環，即任務函數永不返回，這樣做是不合適的。該操作系統允許任務函數返回，返回后調用函數OSTaskEndDeal（），該函數根據任務的類別，把周期任務放入等待隊列，把隨機任務放入停止隊列。
　　2．2．2 搶占式任務
　　搶占式任務為執行時間短且執行頻率高于OS系統時鐘頻率（如信號采樣），或實時要求高（如數控機床中的插補控制）的任務。調度任務時間（主要是任務切換所花費的時間）往往比這類任務運行一次的時間還多，這顯然是不合理的，搶占式任務正是為解決這種不合理而設計的。搶占式任務不通過OS調度器調度運行，也不采用TCB（任務控制塊）標識它們，而是在它們的中斷觸發信號到達時，在中斷中_直接處理，這樣做節省了調度、任務切換的時間。但是，由于搶占式任務沒有TCB，也就沒有相應的任務堆棧，所以搶占式任務在使用資源上要特別注意：一定要使用獨立的資源。這樣既可以使搶占式任務正常運行，又可以避免搶占式任務對被中斷程序的環境造成破壞。具體辦法如下：
　　（1）專用寄存器組。若處理程序中使用了寄存器，則為其分配專用的寄存器組，這樣也省去了保存／恢復寄存器的時間消耗。
　　（2）全局變量。因為函數內部的局部變量是分配在堆棧中的，直接處理方式不形成任務，沒有自己的堆棧，如果使用局部變量，其局部變量會分配在被中斷任務的堆棧內，所以在該方式下任務應使用全局變量。用戶在設計搶占式任務時要有一定限制，否則會影響系統的響應時間。具體限制如下：第一，數量不能太多，最好小于等于3個；第二，必須是執行時間短，執行頻率高的任務才能被設為搶占式任務。
　　3 需要修改的內核數據和函數