實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)中的一種互斥方式

1、實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)中的一種互斥方式摘要：本文分析了實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)中幾種經(jīng)常使用的互斥方式， 提出了一種基于任務(wù)優(yōu)先級(jí)的禁止搶占法，并分析了該方式的平安性 和高效性。關(guān)鍵詞：多任務(wù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)搶占調(diào)度機(jī)會(huì)調(diào)度器A EXCLUSIVE METHOD OF THE REAL-TIME EMBED OPERATING SYSTEMAbstract Some common-used exclusive methods are analyzed in this advances a no preemptive method which based on task priority and analyzes

2、the security and high-efficiency.Keywords Multitask Task priority Preemptive Scheduling chance Scheduler1引言多任務(wù)系統(tǒng)中當(dāng)一個(gè)共享地址空間簡(jiǎn)單地用于數(shù)據(jù)互換時(shí)，為幸免競(jìng) 爭(zhēng)，需要對(duì)內(nèi)存的訪問上鎖，以保證訪問互斥進(jìn)行。實(shí)現(xiàn)資源互斥訪 問的方式很多，不同的地方僅在于互斥的范圍和程度。這些方式包括 禁止中斷，禁止搶占和利用信號(hào)量等對(duì)資源上鎖?；コ鈾C(jī)制最強(qiáng)有力的方式是禁止中斷，這種上鎖保證了對(duì)CPU的獨(dú)占 訪問。在互斥期間，即使外部事件產(chǎn)生而引發(fā)相應(yīng)的中斷，系統(tǒng)也可 不能切換到相應(yīng)的中斷效勞程序a

3、sm,也能保證任務(wù)之間的互斥。因 此在上鎖期間，它可能造成系統(tǒng)對(duì)外部事件反映遲緩。這關(guān)于大多數(shù) 實(shí)時(shí)系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性也就得不到保證，因此不適合作為一種 通用的互斥方式。但是當(dāng)涉及到任務(wù)和中斷效勞程序共享數(shù)據(jù)時(shí)，中 斷上鎖又是唯一的方式。可是在任何情形下，應(yīng)該使中斷上鎖時(shí)刻盡 可能短，這也是所有實(shí)時(shí)系統(tǒng)的大體要求。從木質(zhì)上講，信號(hào)量機(jī)制比禁止中斷或禁止搶占提供更精準(zhǔn)的互斥粒 度，可是在利歷時(shí)需要注意優(yōu)先級(jí)繼承，刪除平安性和遞歸利用等問 題，而且當(dāng)一個(gè)任務(wù)需要同時(shí)獲取多個(gè)信號(hào)量時(shí)更要注意幸免系統(tǒng)的 死鎖問題。因此，一樣實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)都會(huì)為用戶提供多種互斥 手腕，以適應(yīng)不同的利用處合。但關(guān)

4、于禁止搶占（禁止調(diào)度）這種方 式而言，有些系統(tǒng)支持，如UC/OSn, VxWorks等，而有些系統(tǒng)未必 支持，如PSOS等，為了達(dá)到禁止搶占這種成效，而且不受具體系統(tǒng)的 約束，本文提出了一種新的禁止搶占方式一一最高優(yōu)先級(jí)法。2禁止搶占的大體原理若是任務(wù)不與中斷效勞子程序共享變量或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠利用先禁止 然后許諾任務(wù)切換的手腕。現(xiàn)在盡管任務(wù)切換禁止了，但中斷仍是開 著的。若是這時(shí)中斷來了，中斷效勞子程序會(huì)在這一臨界區(qū)內(nèi)當(dāng)即執(zhí) 行。中斷效勞子程序終止時(shí)，即便有更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)己經(jīng)進(jìn)入就緒 態(tài)，內(nèi)核仍是返回到原先被中斷了的任務(wù)，直到執(zhí)行完給任務(wù)切換開 鎖函數(shù)，內(nèi)核再看看有無優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)被中斷效

5、勞子程序激活而 進(jìn)入就緒態(tài)，若是有那么做任務(wù)切換。此種機(jī)制比中斷上鎖要弱一些。3最高優(yōu)先級(jí)法3. 1最高優(yōu)先級(jí)法的大體原理在實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)中，各個(gè)應(yīng)用任務(wù)依據(jù)實(shí)時(shí)性.重要性被給予了不同 的優(yōu)先級(jí)，內(nèi)核嚴(yán)格依照優(yōu)先級(jí)的高低來調(diào)度任務(wù)，高優(yōu)先級(jí)的任務(wù) 能搶占低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)以知足實(shí)時(shí)性的要求。另外，實(shí)時(shí)嵌入式操作 系統(tǒng)一樣都提供了動(dòng)態(tài)更改任務(wù)優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)挪用。咱們能夠?qū)⑾到y(tǒng) 中的最高優(yōu)先級(jí)(HiPriority)預(yù)留下來，當(dāng)某任務(wù)需要禁止搶占時(shí)， 將該任務(wù)的優(yōu)先級(jí)提升到最高優(yōu)先級(jí)(PriorityProtect),在該任務(wù)將 其自身的優(yōu)先級(jí)設(shè)回原優(yōu)先級(jí)(UnPriorityProtect)之前，系統(tǒng)中的其 它任務(wù)可不能搶占該任務(wù)，該任務(wù)能夠安心地完成臨界區(qū)的操作。利 用這種方式也能夠選擇基于優(yōu)先級(jí)的時(shí)刻片輪轉(zhuǎn)調(diào)度。輪轉(zhuǎn)調(diào)度能夠 使優(yōu)先級(jí)相同處于就緒態(tài)的任務(wù)公平地分享利用CPUo依照優(yōu)先級(jí)調(diào) 度的原理，考察咱們的最高優(yōu)先級(jí)法：當(dāng)任務(wù)處于最高優(yōu)先級(jí)時(shí)即使 時(shí)刻片到期任務(wù)也可不能切換出去，因?yàn)榫途w隊(duì)列里優(yōu)先級(jí)最高(為 HiPriority)的任務(wù)只有一個(gè)，不管它是不是用完時(shí)刻片，其它低優(yōu)先 級(jí)的任務(wù)都無法搶占它。3.2最高優(yōu)先級(jí)法的一般實(shí)現(xiàn)咱們先來分析下面的一種在實(shí)際開發(fā)工作中會(huì)碰到的情形，任務(wù)A中 有一段臨界區(qū)代碼，而且假設(shè)該臨界區(qū)代碼